Các kỹ sư tại Viện công nghệ Massachusetts (MIT) cho biết, lớp phủ polymer của họ có thể sử dụng để bảo vệ tấm pin quang điện, nhờ khả năng chống thấm khí. Nhóm nghiên cứu đã chứng minh một lớp màng dày 60 nanomet có thể kéo dài tuổi thọ của tinh thể perovskite thêm vài tuần.

Trong điều kiện thử nghiệm ở phòng thí nghiệm, loại polymer dày nanomet này được phát hiện có khả năng ngăn hoàn toàn nitơ, cũng như các loại khí khác. Điều này khác với các loại polymer truyền thống, vốn cho phép khí đi qua khi các phân tử của chúng liên kết lỏng lẻo với nhau, để lại các khe hở nhỏ.

Vật liệu mới của phòng thí nghiệm, được gọi là 2DPA-1, là loại polymer hai chiều, tự lắp ráp thành các tấm phân tử bằng liên kết hydro. Vật liệu này có một khối cấu tạo gọi là melamine, chứa một vòng các nguyên tử carbon và nitơ, có thể giãn nở hai chiều và tạo thành các đĩa có kích thước nanomet.

2DPA-1 khác biệt với các loại polymer trước đây ở chỗ các đĩa được xếp chồng lên nhau, liên kết với nhau bằng liên kết hydro giữa các lớp, tạo nên cấu trúc bền chắc và ổn định. MIT tuyên bố, loại polymer này bền hơn thép nhưng có mật độ chỉ bằng một phần sáu.

Nghiên cứu của MIT đã cho 2DPA-1 tiếp xúc với helium, argon, oxy, methane, hexafluoride sulfur và phát hiện ra độ thấm của nó đối với các loại khí này chỉ bằng ít nhất 1/10.000 so với bất kỳ loại polymer nào hiện có, khiến nó gần như không thấm nước như graphene.

Các nhà khoa học đã và đang nghiên cứu phát triển lớp phủ graphene như một cách bảo vệ pin mặt trời khỏi bị ăn mòn, nhưng việc mở rộng quy mô màng graphene khá khó khăn, vì màng này không thể được sơn lên bề mặt. Do polymer 2DPA-1 của MIT dễ dàng bám dính nhờ liên kết hydro mạnh mẽ giữa các lớp đĩa, nó có thể là giải pháp thay thế có giá trị.

Thông thường, polymer có khả năng thấm khí ở mức độ vừa phải, nhưng loại polymer trong nghiên cứu này có tính thấm khí kém hơn nhiều lần. Nhóm nghiên cứu đã chứng minh lớp màng polymer hai chiều không thấm, dày 60 nanomet, có thể kéo dài tuổi thọ tinh thể perovskite thêm nhiều tuần, trước khi thêm một lớp phủ dày hơn có thể mang lại khả năng bảo vệ lâu hơn.