I polimeri sono materiali costituiti da lunghe catene di molecole ripetute. I materiali hanno proprietà uniche, a seconda del tipo di molecole che vengono incollate e di come vengono incollate. Alcuni polimeri si piegano e si allungano, come la gomma e il poliestere. Altri sono duri e duri, come epossidici e vetro.
I polimeri toccano quasi ogni aspetto della vita moderna. È probabile che la maggior parte delle persone sia stata in contatto con almeno un prodotto contenente polimeri-dalle bottiglie d’acqua ai gadget ai pneumatici — negli ultimi cinque minuti.,
Il termine polimero è spesso usato per descrivere le materie plastiche, che sono polimeri sintetici. Tuttavia, esistono anche polimeri naturali; gomma e legno, per esempio, sono polimeri naturali che consistono in un semplice idrocarburo, isoprene, secondo Encyclopedia Britannica. Le proteine sono polimeri naturali costituiti da amminoacidi e gli acidi nucleici (DNA e RNA) sono polimeri di nucleotidi — molecole complesse composte da basi contenenti azoto, zuccheri e acido fosforico, per esempio.,
Reazioni chimiche
Hermann Staudinger, professore di chimica organica alla Eidgenössische Technische Hochschule (Università di Scienze Applicate) di Zurigo, è il padre del moderno sviluppo dei polimeri. La sua ricerca negli anni ‘ 20 ha aperto la strada alle moderne manipolazioni di polimeri sia naturali che sintetici. Ha coniato due termini che sono la chiave per comprendere i polimeri: polimerizzazione e macromolecole, secondo l’American Chemical Society (ACS). Ha ricevuto un premio Nobel per la chimica nel 1953 “per le sue scoperte nel campo della chimica macromolecolare.,”
La polimerizzazione è il metodo per creare polimeri sintetici combinando molecole più piccole, chiamate monomeri, in una catena tenuta insieme da legami covalenti, secondo ThoughtCo., una risorsa educativa on-line. Varie reazioni chimiche-quelle causate dal calore e dalla pressione, per esempio — alterano i legami chimici che tengono insieme i monomeri, secondo Scientific American. Il processo fa sì che le molecole si leghino in una struttura lineare, ramificata o di rete, con conseguente polimeri.
Queste catene di monomeri sono anche chiamate macromolecole., La maggior parte delle catene polimeriche hanno una stringa di atomi di carbonio come spina dorsale. Una singola macromolecola può essere costituita da centinaia di migliaia di monomeri, secondo il Polymer Science Learning Center.
Usi dei polimeri
I polimeri sono utilizzati in quasi tutte le aree della vita moderna. Sacchetti della spesa, bibite e bottiglie d’acqua, fibre tessili, telefoni, computer, imballaggi alimentari, ricambi auto e giocattoli contengono tutti polimeri.
Ancora più sofisticata tecnologia utilizza polimeri., Ad esempio,” le membrane per la desalinizzazione dell’acqua, i vettori utilizzati nel rilascio controllato di farmaci e i biopolimeri per l’ingegneria tissutale utilizzano tutti polimeri”, secondo l’ACS.
Polimeri popolari per la produzione includono polietilene e polipropilene. Le loro molecole possono essere costituite da 10.000 a 200.000 monomeri.
Futuro dei polimeri
I ricercatori stanno sperimentando con molti diversi tipi di polimeri, con l’obiettivo di ulteriore sviluppo della medicina e migliorare i prodotti che già usiamo.
Ad esempio, i polimeri di carbonio vengono sviluppati e migliorati per l’industria automobilistica.,
“in fibra di Carbonio rinforzata (CFRP) compositi — chiamato anche in fibra di carbonio laminati — sono la prossima generazione di materiali per la produzione di automobili più leggere, più combustibile efficiente e sicuro”, secondo un 2016 Live Science colonna da Nikhil Gupta, un professore associato, e Steven Zeltmann, studente, ricercatore, sia in Materiali Compositi e di Meccanica Laboratorio di Meccanica e Aerospaziale Dipartimento di Ingegneria all’Università di New York Tandon Scuola di Ingegneria., “Il laminato di carbonio è estremamente resistente e rigido a causa dei suoi strati intrecciati di fibre di carbonio quasi puro legate insieme da una plastica indurita, come la resina epossidica.”
I polimeri vengono anche utilizzati per migliorare gli ologrammi. Gli scienziati dell’Università della Pennsylvania hanno creato un ologramma su materiale polimerico flessibile chiamato PDMA che è stato incorporato con nanorod d’oro, secondo uno studio pubblicato online all’inizio del 2017 sulla rivista Nano Letters. Questo nuovo dispositivo ologramma può contenere diverse immagini invece di una sola.,
” La domanda che ci siamo posti è: ‘Possiamo codificare più bit di informazioni in un ologramma?'”Ritesh Agarwal, leader della ricerca e professore di scienza dei materiali e ingegneria presso l’Università della Pennsylvania, ha detto Live Science. “È un lavoro importante, perché è la prima volta che qualcuno mostra che puoi registrare più immagini olografiche, e semplicemente allungando il polimero, puoi fondamentalmente cambiare l’immagine.”
Pelle artificiale fatta di un polimero siliconico può essere il futuro degli sforzi anti-invecchiamento., Sotto forma di due creme, il polimero può essere in grado di stringere la pelle di una persona, ridurre la comparsa di rughe e diminuire le borse sotto gli occhi, secondo uno studio pubblicato maggio 2016 sulla rivista Nature Materials. Tale pelle artificiale può anche essere usato per aiutare quelli con le condizioni della pelle, come eczema, o essere usato come blocco solare.
“Ne siamo entusiasti; è un materiale nuovo di zecca”, ha detto a Live Science il coautore dello studio Robert Langer, professore al Massachusetts Institute of Technology.