整形界的“超级英雄”来了。

《自然》杂志最近发表了一项被认为“不可能”的成就——

美国麻省理工学院的科学家开发了一种全新的材料，名为2DPA-1，其强度是防弹玻璃的4-6倍，硬度是钢的两倍，但密度只有钢的1/6。

最令人惊讶的是，它只有普通塑料那么轻。

▲图片来自:Fastcompany

也就是说，它极强，极薄。

而且容易量产。

这意味着这种“超级塑料”已经接近每个人。

材料科学的革命性进步，对各行各业都是颠覆性的改变。自然也涵盖了我们生活的方方面面。

当它被用在手机上时—

作为一种轻薄耐用的涂层，可以让你的手机更加耐磨抗摔。

▲图片来自:安德鲁·摩尔-克里斯平

当它成为日常工具时—

我们平时用的塑料袋可以做成更多的拉链袋重复使用，比布袋和皮包更耐用。

在装载一些特定物品时，不用担心塑料袋被随便戳破。

▲图片来自:xxxlojel

当它被用在汽车上时—

作为制造汽车的材料，可以让汽车更轻，然后降低能耗，寿命更长。

作为阻隔涂层，可以保护汽车内的金属或钢结构，使汽车寿命更长。

由于其密度很低，气体无法渗透，这种阻隔涂料还可以变成“涂料”或工业涂料，应用于有需要的家居用品，防止其氧化、生锈、腐烂。

就像一个天然屏障。

这将是它的第一个也是最直接的商业应用。

▲图片来自:IAMSPEEDRUNNER

当它被用在建筑中时—

这种“超级塑料”的性能优于钢和其他材料。无论是造桥还是建筑，材料的使用都可以比过去减少。

同时，制造这种材料比制造玻璃和钢铁更简单，可以减少更多的能源消耗和人力成本。

换句话说，它更环保，更可持续。

▲图片来自:CDMG

当面对各行各业-

它可以成为盾牌和防弹衣，可以让警察出行更加轻松安全；在航天设备中，还可以减轻重量，保证发射质量...

因此，它可以大规模制造。

可想而知，它强大的功能也将用于我们衣食住行的更多地方。

超塑性2DPA-1是一种二维聚合物。

直到现在，聚合物只能形成一维结构。

我们日常用的塑料、橡胶、玻璃都是聚合物。它们本质上是单分子链，像意大利面条一样扁平地连接在一起。当新的分子被添加到它们的末端时，它们会像烤箱中的蛋糕一样生长和膨胀，就像然后变成三维物体一样。

▲图片来自:SHUTTERSTOCK

这使得它们很轻，但也暴露了一个弱点——分子之间有空隙，气体可以从中穿过。

这就是为什么，当你把一袋辣条放在塑料袋里的时候，从外面也能闻到里面诱人的味道。

几十年来，科学家一直试图研究二维聚合物，但都失败了。

只要有一个单体不按规则移动，开始从左到右来回旋转，那么片状结构就会被破坏，最后膨胀成一个“蓬松的蛋糕”。

这一次，麻省理工学院的迈克尔·s·斯特拉诺教授和他的同事们终于打破了这一限制。

他们通过一种化合物创造了这种新材料:三聚氰胺。

三聚氰胺具有碳环和氮环的结构。单体可以二维生长，形成圆盘并相互堆叠。层间的氢键稳定连接，结构变得非常牢固。

就像操场上所有的孩子都是一排排坐着，手拉着手，然后靠在一起，像乐高积木一样被紧紧锁住，再也分不开了。

于是，一种新的二维聚合物诞生了。

这种高强度材料不仅非常轻，而且非常坚硬，比钢还硬。

因为单体牢牢的锁在一起，气体和水分子都透不过来，密封性非常强，这也是它能作为天然屏障，不透气的原因。

令人惊讶的是，这些聚合物可以自我组装。

只需要溶液，在溶液中单体可以自行堆积成片状，人们可以直接合成更多的复合材料。

因此，它可以大规模制造。

现在，研究人员已经在进行涂层和膜的新应用，当我们进一步研究结构调整时，我们还可以生产出用于纳米过滤和气体分离的新一代聚合物。

“超级塑料”的未来应用不可限量。

现在大家可能对塑料印象不好。

插在海龟鼻孔里的塑料吸管，数百年无法降解的塑料垃圾，无法回收却只能艰难再利用的塑料制品，塑料燃烧产生的滚滚废气...

数据显示:

▲图片来自:SciTechDaily

所以，从最大的塑料污染企业可口可乐，到各种倡导环保的新消费品牌，从供应链到产品都更加可持续，甚至各大超市、便利店都开始“限塑”。

但塑料之所以难以摆脱，是因为它真的很好用。

所以需要从源头上解决问题。

许多公司已经在用新材料代替塑料。

初创公司Ecovative使用蘑菇作为包装材料，其中菌丝体可以生长成特定的大小和形状，这也有利于降解和回收。

一直强调环保的Allbirds，鞋子用羊绒，回收瓶当鞋带，包装换成90%回收纸板。

在前年伦敦举行的半程马拉松中，运动员们在中途直接吃了一种叫做“Ooho”的“水球胶囊”，因为包装不是塑料，而是由海藻和植物成分制成的。

一些人甚至将鲑鱼精子的DNA链溶解在水中，形成一种柔软且具有可塑性的“水凝胶”，研究小组称之为“DNA塑料”。

“塑料替代品”是缓解的一种方式，但还是有很多地方是真塑料无法替代的。

于是在另一条轨道上，新的塑料相继诞生。

众所周知，它可能是目前的生物降解塑料。

“可生物降解”塑料，技术上一般理解为把塑料扔到地下，很快就会自动消失。

但其实还是需要足够的时间来降解，可能是几百年。

其实这个意义不大。毕竟，任何东西都可以在一定时间内被生物降解。

▲生物降解塑料。图片来自:Dezeen

还有“可堆肥塑料”。你可能会想，把它扔到土里，让土壤刚好有营养，它就消失了。

但事实上，它只在特殊的堆肥机中有效。即使这种塑料随时可用，我们也不能全部扔进配套的土里。

技术进步很快。

去年，也是在《自然》杂志上，科学家们生产出了可以在几天或几周内降解的塑料。

旧金山湾区的一家初创公司也生产了一种名为Intropic Materials的“可堆肥塑料”，人们可以将它扔进罐子里，在家里将其变成肥料。

▲图片来自:Adam Lau/伯克利项目

这些塑料普及后，我们可以毫无愧疚地扔掉。

前面提到的“超级塑料”可以应用到更多新的领域，甚至可以替代钢铁等材料。

现有的塑料要回收消化，未来的塑料要来得更快更有效，还需要一点时间和实践。

这场整形大战才刚刚开始。

标题来自:外星灾难。