材料科学：二次元ポリアラミドからなる分子不透過性ポリマー

全ての高分子（ポリマー）は、絡み合ったポリマー鎖の自由体積を通して気体透過性を示す。対照的に、グラフェンなどの二次元（2D）材料は緻密に積層しており、分子不透過性を示し得る。重縮合によって分子不透過性を示す、溶液合成された2Dポリマーは、長年の目標となっている。今回我々は、スピンコーティング法で作製した自立2Dポリアラミドナノフィルムを実証する。このフィルムは、既存のあらゆるクラスのポリマーよりも4桁近く低い3.1 × 10⁻⁹ Barrer未満の窒素透過率を示し、試験した他の気体（ヘリウム、アルゴン、酸素、メタン、六フッ化硫黄）についても同様の傾向を示した。ナノフィルムをコートしたマイクロウェルの加圧時の光学干渉によって、機械的な力に敏感な縁の開放と封止の測定が可能になり、気体で満たされた、3年以上安定な隆起部を作り出すことができた。この発見によって、グラフェンと同様の高い共鳴周波数（約8 MHz）とQ値最大537に達する、2Dポリマー共振器が実現された。空気に敏感なペロブスカイトに60 nmコーティングを施すことで、ペロブスカイトの格子劣化速度が14分の1に減少し、酸素透過率が3.3 × 10⁻⁸ Barrerとなった。分子不透過性のポリマーは、合成的に加工でき、化学的にも扱いやすく、最小限の材料で最大の分子透過阻止を実現する次世代のバリア材料を約束するもので、最終的には持続可能性目標を前進させる。

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