polymerer är material gjorda av långa, upprepade kedjor av molekyler. Materialen har unika egenskaper, beroende på vilken typ av molekyler som binds och hur de binds. Vissa polymerer böjer och sträcker sig, som gummi och polyester. Andra är hårda och tuffa, som epoxier och glas.
polymerer berör nästan alla aspekter av det moderna livet. Chanserna är de flesta människor har varit i kontakt med minst en polymerinnehållande produkt-från vattenflaskor till prylar till däck — under de senaste fem minuterna.,
termen polymer används ofta för att beskriva plast, som är syntetiska polymerer. Men naturliga polymerer finns också; gummi och trä är till exempel naturliga polymerer som består av ett enkelt kolväte, isopren, enligt Encyclopedia Britannica. Proteiner är naturliga polymerer som består av aminosyror, och nukleinsyror (DNA och RNA) är polymerer av nukleotider — komplexa molekyler som består av kvävehaltiga baser, sockerarter och fosforsyra, till exempel.,
kemiska reaktioner
Hermann Staudinger, professor i organisk kemi vid Eidgenössische Technische Hochschule (University of Applied Sciences) i Zürich, är far till modern polymerutveckling. Hans forskning på 1920-talet ledde vägen till moderna manipuleringar av både naturliga och syntetiska polymerer. Han myntade två termer som är nyckeln till att förstå polymerer: polymerisation och makromolekyler, enligt American Chemical Society (ACS). Han tilldelades ett Nobelpris i kemi 1953 ” för sina upptäckter inom makromolekylär Kemi.,”
Polymerisation är metoden för att skapa syntetiska polymerer genom att kombinera mindre molekyler, kallade monomerer, i en kedja som hålls samman av kovalenta bindningar, enligt ThoughtCo. en online pedagogisk resurs. Olika kemiska reaktioner — de som orsakas av värme och tryck, till exempel-förändrar de kemiska bindningar som håller monomerer tillsammans, enligt Scientific American. Processen gör att molekylerna binds i en linjär, Grenad eller nätverksstruktur, vilket resulterar i polymerer.
dessa kedjor av monomerer kallas även makromolekyler., De flesta polymerkedjor har en sträng kolatomer som ryggrad. En enda makromolekyl kan bestå av hundratusentals monomerer, enligt Polymer Science Learning Center.
användning av polymerer
polymerer används i nästan alla moderna områden. Livsmedelspåsar, läsk-och vattenflaskor, textilfibrer, telefoner, datorer, livsmedelsförpackningar, bildelar och leksaker innehåller alla polymerer.
ännu mer-sofistikerad teknik använder polymerer., Till exempel, ”membranen för avsaltning av vatten, bärare som används i kontrollerad läkemedelsfrisättning och biopolymerer för vävnadsteknik använder alla polymerer”, enligt ACS.
populära polymerer för tillverkning inkluderar polyeten och polypropen. Deras molekyler kan bestå av 10 000 till 200 000 monomerer.
framtiden för polymerer
forskare experimenterar med många olika typer av polymerer, som syftar till att vidareutveckla medicin och förbättra produkter vi redan använder.
exempelvis utvecklas och förbättras kolpolymerer för bilindustrin.,
”kolfiberförstärkt polymer (CFRP) kompositer-även kallad kolfiberlaminater-är nästa generations material för att göra bilar lättare, mer bränsleeffektiv och säkrare”, enligt en 2016 Live Science kolonn av Nikhil Gupta, en docent, och Steven Zeltmann, en studentforskare, både i kompositmaterial och Mekanik laboratoriet för maskin — och rymdteknik avdelningen vid New York University Tandon School of Engineering., ”Kol laminat är extremt stark och stel på grund av dess vävda skikt av nästan rena kolfibrer bundna tillsammans med en härdad plast, såsom epoxiharts.”
polymerer används också för att förbättra hologram. Forskare vid University of Pennsylvania skapade ett hologram på flexibelt polymermaterial som heter PDMA som var inbäddad med guld nanoroder, enligt en studie publicerad online i början av 2017 i tidskriften Nano Letters. Denna nya hologram enhet kan hålla flera bilder i stället för bara en.,
”frågan vi ställde är,’ kan vi koda flera bitar av information i ett hologram?””Ritesh Agarwal, forskningsledare och professor i materialvetenskap och teknik vid University of Pennsylvania, berättade levande vetenskap. ”Det är ett viktigt arbete, för det är första gången någon visas kan du spela in flera holografiska bilder, och genom att bara sträcka polymeren kan du i princip ändra bilden.”
konstgjord hud av en silikonpolymer kan vara framtiden för anti-aging ansträngningar., I form av två krämer kan polymeren kunna dra åt en persons hud, minska utseendet på rynkor och minska under ögonen, enligt en studie som publicerades maj 2016 i tidskriften Nature Materials. Sådan konstgjord hud kan också användas för att hjälpa dem med hudförhållanden, såsom eksem, eller användas som solblock.
”Vi är glada över det; Det är ett helt nytt material,” studie medförfattare Robert Langer, professor vid Massachusetts Institute of Technology, berättade för Live Science.