Химики из США получили прочный двумерный полимер с помощью необратимой конденсации меламина и хлорангидрида ароматической трикарбоновой кислоты. Полиамидная система превзошла по пределу прочности конструкционную сталь ASTM A36 почти в два раза, а низкая газопроницаемость пленок из полиамидного полимера позволит применять их в качестве материала барьерных покрытий, пишут ученые в журнале Nature.

Ученые разрабатывают способы синтеза двумерных полимеров с начала 20 века. Первым толчком к исследованиям в этой области была работа 1935-го года, в которой химики обнаружили, что амфифильные молекулы могут выстраиваться в длинные цепочки на поверхности раздела фаз.

Затем ученые научились получать 2D-полимеры разными способами: осаждением из газовой фазы, сольвотермической кристаллизацией, синтезом на подложках. Но несмотря на разнообразие методов, получить крепкий и химически устойчивый 2D-полимер на чисто органической основе химикам не удавалось до недавнего времени.

В последние годы ученые пробовали использовать необратимые органические реакции для синтеза двумерных полимеров. В частности, в 2019 году химики успешно применили реакцию нуклеофильного ароматического замещения для синтеза полиэфирного 2D-полимера, который можно было дополнительно модифицировать после синтеза. Недостаток метода получения, предложенного в этой работе — высокая температура процесса (около 120 градусов Цельсия).

В целом, сложность синтеза 2D-полимеров с помощью необратимых химических процессов заключается в том, что все растущие полимерные цепочки должны лежать в одной плоскости. При этом если хотя бы одна цепочка проворачивается и выходит из плоскости, двумерная структура нарушается. Чтобы преодолеть эту сложность, химики под руководством Майкла Страно (Michael S. Strano) из Массачусетского технологического института решили использовать сопряженные, структурно жесткие амиды как основу двумерного полимера.