polymeren zijn materialen gemaakt van lange, zich herhalende ketens van moleculen. De materialen hebben unieke eigenschappen, afhankelijk van het type van molecules die worden gebonden en hoe zij worden gebonden. Sommige polymeren buigen en rekken, zoals rubber en polyester. Anderen zijn hard en taai, zoals epoxies en glas.
polymeren raken bijna elk aspect van het moderne leven. De kans is groot dat de meeste mensen in contact zijn geweest met ten minste één polymeerhoudend product-van waterflessen tot gadgets tot banden — in de laatste vijf minuten.,
De term polymeer wordt vaak gebruikt om kunststoffen te beschrijven, die synthetische polymeren zijn. Echter, natuurlijke polymeren bestaan ook; rubber en hout, bijvoorbeeld, zijn natuurlijke polymeren die bestaan uit een eenvoudige koolwaterstof, isopreen, volgens Encyclopedia Britannica. Proteã nen zijn natuurlijke polymeren uit aminozuren, en nucleic zuren (DNA en RNA) zijn polymeren van nucleotiden — complexe molecules samengesteld uit stikstofhoudende basen, suikers en fosforzuur, bijvoorbeeld.,
chemische reacties
Hermann Staudinger, hoogleraar organische chemie aan de Eidgenössische Technische Hochschule in Zürich, is de vader van de moderne polymeerontwikkeling. Zijn onderzoek in de jaren 1920 leidde de weg naar moderne manipulaties van zowel natuurlijke als synthetische polymeren. Hij bedacht twee termen die essentieel zijn voor het begrijpen van polymeren: polymerisatie en macromoleculen, volgens de American Chemical Society (ACS). In 1953 kreeg hij de Nobelprijs voor de Scheikunde voor zijn ontdekkingen op het gebied van de macromoleculaire chemie.,”
polymerisatie is de methode om synthetische polymeren te creëren door kleinere moleculen, monomeren genoemd, te combineren in een keten die door covalente bindingen wordt bijeengehouden, volgens ThoughtCo., een online onderwijsbron. Verschillende chemische reacties-die bijvoorbeeld veroorzaakt worden door warmte en druk — veranderen volgens Scientific American de chemische bindingen die monomeren bij elkaar houden. Het proces veroorzaakt de molecules om in een lineaire, vertakte of netwerkstructuur te binden, resulterend in polymeren.
Deze monomeren worden ook macromoleculen genoemd., De meeste polymeerketens hebben een koord van koolstofatomen als ruggengraat. Een enkele macromolecule kan bestaan uit honderdduizenden monomeren, volgens het polymeer Science Learning Center.
gebruik van polymeren
polymeren worden in bijna alle gebieden van het moderne leven gebruikt. Boodschappentassen, frisdrank-en waterflessen, textielvezels, telefoons, computers, voedselverpakkingen, auto-onderdelen en speelgoed bevatten allemaal polymeren.
nog meer geavanceerde technologie maakt gebruik van polymeren., Bijvoorbeeld, “de membranen voor waterontzilting, dragers gebruikt in gecontroleerde drug release en biopolymeren voor tissue engineering alle gebruik polymeren,” volgens de ACS.
populaire polymeren voor de productie zijn polyethyleen en polypropyleen. Hun moleculen kunnen bestaan uit 10.000 tot 200.000 monomeren.
Future of polymers
onderzoekers experimenteren met veel verschillende soorten polymeren, gericht op de ontwikkeling van medicijnen en het verbeteren van producten die we al gebruiken.
zo worden koolstofpolymeren ontwikkeld en verbeterd voor de automobielindustrie., “Carbon-fiber-reinforced polymer (CFRP) composites — also called carbon-fiber laminates — are the next-generation materials for making cars lighter, more fuel efficient and safer,” volgens een 2016 Live Science column door Nikhil Gupta, an associate professor, and Steven Zeltmann, a student researcher, both in the Composite Materials and Mechanics Laboratory of the Mechanical and Aerospace Engineering Department van de New York University Tandon School of Engineering., “Carbon laminaat is extreem sterk en stijf vanwege zijn geweven lagen van bijna zuivere koolstofvezels aan elkaar gebonden door een geharde kunststof, zoals epoxyhars.”
polymeren worden ook gebruikt om hologrammen te versterken. Wetenschappers aan de Universiteit van Pennsylvania creëerden een hologram op flexibel polymeermateriaal, PDMA genaamd, dat was ingebed met gouden nanoroden, volgens een studie die begin 2017 online werd gepubliceerd in het tijdschrift Nano Letters. Dit nieuwe hologramapparaat kan verscheidene beelden in plaats van slechts één houden.,
“de vraag die we stelden is:’ kunnen we meerdere bits informatie coderen in een hologram?”Ritesh Agarwal, onderzoeksleider en hoogleraar materiaalkunde en techniek aan de Universiteit van Pennsylvania, vertelde Live Science. “Het is een belangrijk stuk werk, want het is de eerste keer dat iemand laat zien dat je meerdere holografische beelden kunt opnemen, en door gewoon het polymeer uit te rekken, kun je eigenlijk het beeld veranderen.”
kunstmatige huid gemaakt van een siliconenpolymeer kan de toekomst van anti-aging inspanningen., In de vorm van twee crèmes kan het polymeer de huid van een persoon strakker maken, het uiterlijk van rimpels verminderen en zakken onder de ogen verminderen, volgens een studie gepubliceerd mei 2016 in het tijdschrift Nature Materials. Dergelijke kunstmatige huid kan ook worden gebruikt om mensen te helpen met huidaandoeningen, zoals eczeem, of worden gebruikt als zonnebrandcrème. “We are excited about it; it is a gloednieuwe material,” vertelde coauteur Robert Langer, een professor aan het Massachusetts Institute of Technology, aan Live Science.