polimery to materiały zbudowane z długich, powtarzających się łańcuchów cząsteczek. Materiały mają unikalne właściwości, w zależności od rodzaju wiązanych cząsteczek i sposobu ich wiązania. Niektóre polimery zginają się i rozciągają, jak guma i poliester. Inne są twarde i twarde, jak epoksydy i szkło.
polimery dotykają niemal każdego aspektu współczesnego życia. Są szanse, że większość ludzi miała kontakt z co najmniej jednym produktem zawierającym polimery — od butelek z wodą po gadżety po opony — w ciągu ostatnich pięciu minut.,
termin polimer jest często używany do opisania tworzyw sztucznych, które są polimerami syntetycznymi. Istnieją jednak również polimery naturalne; guma i drewno, na przykład, są polimerami naturalnymi, które składają się z prostego węglowodoru, izoprenu, zgodnie z Encyclopedia Britannica. Białka są naturalnymi polimerami złożonymi z aminokwasów, a kwasy nukleinowe (DNA i RNA) są polimerami nukleotydów — złożonych cząsteczek złożonych z zasad zawierających azot, cukrów i kwasu fosforowego, na przykład.,
reakcje chemiczne
Hermann Staudinger, profesor chemii organicznej w Eidgenössische Technische Hochschule (University of Applied Sciences) w Zurychu, jest ojcem nowoczesnych polimerów. Jego badania w latach 20. doprowadziły do nowoczesnej manipulacji polimerami naturalnymi i syntetycznymi. Ukuł dwa terminy, które są kluczowe dla zrozumienia polimeryzacji: polimeryzacji i makrocząsteczek, według American Chemical Society (ACS). W 1953 otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii „za odkrycia w dziedzinie chemii makromolekularnej.,”
polimeryzacja jest metodą tworzenia syntetycznych polimerów poprzez łączenie mniejszych cząsteczek, zwanych monomerami, w łańcuch utrzymywany razem przez wiązania kowalencyjne, według ThoughtCo., internetowy zasób edukacyjny. Różne reakcje chemiczne-te spowodowane przez ciepło i ciśnienie, na przykład — zmieniają wiązania chemiczne, które trzymają monomery razem, według Scientific American. Proces ten powoduje wiązanie cząsteczek w strukturze liniowej, rozgałęzionych lub sieciowych, w wyniku czego powstają polimery.
te łańcuchy monomerów nazywane są również makrocząsteczkami., Większość łańcuchów polimerowych ma ciąg atomów węgla jako kręgosłup. Pojedyncza makrocząsteczka może składać się z setek tysięcy monomerów, według Polymer Science Learning Center.
zastosowania polimerów
polimery są stosowane w prawie każdej dziedzinie współczesnego życia. Torby spożywcze, butelki z wodą sodową i wodą, włókna tekstylne, telefony, komputery, opakowania do żywności, części samochodowe i zabawki zawierają polimery.
jeszcze bardziej zaawansowana technologia wykorzystuje polimery., Na przykład „membrany do odsalania wody, nośniki stosowane w kontrolowanym uwalnianiu leków i biopolimery do inżynierii tkankowej wykorzystują polimery”, zgodnie z ACS.
popularne polimery do produkcji to polietylen i polipropylen. Ich cząsteczki mogą składać się z 10 000 do 200 000 monomerów.
przyszłość polimerów
naukowcy eksperymentują z wieloma różnymi rodzajami polimerów, mając na celu dalszy rozwój medycyny i ulepszenie produktów, które już używamy.
na przykład polimery węglowe są opracowywane i ulepszane dla przemysłu motoryzacyjnego.,
„kompozyty polimerowe wzmocnione włóknem węglowym (CFRP)-zwane również laminatami z włókna węglowego-są materiałami nowej generacji, dzięki którym samochody stają się lżejsze, bardziej oszczędne i bezpieczniejsze”, zgodnie z kolumną naukową z 2016 roku autorstwa Nikhila Gupty, profesora nadzwyczajnego, i Stevena Zeltmanna, badacza studenckiego, zarówno w laboratorium materiałów kompozytowych i mechaniki Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Lotniczej na New York University Tandon School of Engineering., „Laminat węglowy jest niezwykle mocny i sztywny ze względu na tkane warstwy prawie czystych włókien węglowych połączonych ze sobą za pomocą utwardzonego tworzywa sztucznego, takiego jak żywica epoksydowa.”
Naukowcy z University of Pennsylvania stworzyli hologram na elastycznym materiale polimerowym o nazwie PDMA, który został osadzony w nanorodach złota, zgodnie z badaniem opublikowanym online na początku 2017 roku w czasopiśmie Nano Letters. To nowe urządzenie hologramowe może pomieścić kilka obrazów zamiast tylko jednego.,
„pytanie, jakie zadaliśmy, brzmi:” Czy możemy zakodować wiele bitów informacji w hologramie?””Ritesh Agarwal, kierownik badań i profesor nauk o materiałach i inżynierii na Uniwersytecie Pensylwanii, powiedział na żywo Science. „To ważna praca, ponieważ po raz pierwszy ktoś pokazuje, że możesz nagrywać wiele obrazów holograficznych, a po prostu rozciągając polimer, możesz zasadniczo zmienić obraz.”
Sztuczna skóra wykonana z polimeru silikonowego może być przyszłością działań przeciwstarzeniowych., W postaci dwóch kremów, polimer może być w stanie napinać skórę człowieka, zmniejszyć wygląd zmarszczek i zmniejszyć worki pod oczami, według badania opublikowanego w maju 2016 roku w czasopiśmie Nature Materials. Taka Sztuczna skóra może być również stosowana w celu pomocy osobom z chorobami skóry, takimi jak egzema, lub być stosowana jako blok przeciwsłoneczny.
„jesteśmy podekscytowani tym; jest to zupełnie nowy materiał”, współautor badania Robert Langer, profesor Massachusetts Institute of Technology, powiedział na żywo Science.