پلیمر چیست؟

پلیمرها موادی هستند که از زنجیره های تکراری و طولانی مولکول ها ساخته شده اند. این مواد بسته به نوع مولکولهای پیوندی و نحوه پیوند آنها ، دارای خواص منحصر به فردی هستند. برخی از پلیمرها مانند لاستیک و پلی استر خم و کشش دارند. برخی دیگر مانند اپوکسی ها و شیشه ها سخت و سفت و سخت هستند.

پلیمرها تقریباً همه جنبه های زندگی مدرن را لمس می کنند. احتمالاً بیشترین افراد در پنج دقیقه گذشته با حداقل یک محصول حاوی پلیمر - از بطری های آب گرفته تا اسباب بازی تا لاستیک - در تماس بوده اند.

اصطلاح پلیمر اغلب برای توصیف پلاستیک ها ، که پلیمرهای مصنوعی هستند ، به کار می رود. با این حال ، پلیمرهای طبیعی نیز وجود دارند. به عنوان مثال ، لاستیک و چوب ، پلیمرهای طبیعی هستند که از یک هیدروکربن ساده ، ایزوپرن تشکیل شده اند. پروتئین ها پلیمرهای طبیعی هستند که از اسیدهای آمینه تشکیل شده اند ، و اسیدهای نوکلئیک (DNA و RNA) پلیمرهای نوکلئوتیدها هستند - به عنوان مثال ، مولکولهای پیچیده ای از پایه های حاوی نیتروژن ، قندها و اسید فسفریک.

واکنشهای شیمیایی
هرمان استودینگر ، استاد شیمی آلی در Eidgenössische Technische Hochschule (دانشگاه علوم کاربردی) در زوریخ ، پدر توسعه مدرن پلیمر است. تحقیقات او در دهه 1920 راه را به دستکاری مدرن پلیمرهای طبیعی و مصنوعی سوق داد. وی طبق گفته انجمن شیمی شیمی آمریکا (ACS) ، وی دو اصطلاح را برای فهم پلیمرها کلید زد: پلیمریزاسیون و ماکرومولکول ها. در سال 1953 "به دلیل كشفیات خود در زمینه شیمی ماكرومولكولی" جایزه نوبل شیمی را دریافت كرد.

به گفته ThoughtCo ، یک منبع آموزشی آنلاین ، پلیمریزاسیون روش ایجاد پلیمرهای مصنوعی با ترکیب مولکولهای کوچکتر به نام مونومرها به زنجیره ای است که توسط پیوندهای کووالانسی در کنار هم قرار گرفته اند. طبق گفته های علمی آمریكایی ، واکنشهای شیمیایی مختلف - به عنوان مثال ناشی از گرما و فشار - پیوندهای شیمیایی را كه مونومرها در كنار هم قرار دارند تغییر می دهد. این فرآیند باعث می شود که مولکول ها در یک ساختار خطی ، شاخه ای یا شبکه ای به هم بپیوندند و در نتیجه پلیمرها ایجاد می شوند.

این زنجیره های مونومرها همچنین به ماکرومولکول ها گفته می شوند. بیشتر زنجیره های پلیمری رشته ای از اتم های کربن را به عنوان ستون فقرات دارند. به گفته مرکز یادگیری علوم پلیمر ، یک ماکرومولکول واحد می تواند از صدها هزار مونومر تشکیل شود.

استفاده از پلیمرها
پلیمرها تقریباً در هر منطقه زندگی مدرن استفاده می شوند. کیسه های مواد غذایی ، بطری سودا و آب ، الیاف نساجی ، تلفن ها ، رایانه ها ، بسته بندی مواد غذایی ، قطعات خودرو و اسباب بازی ها همه دارای پلیمر هستند.

حتی فناوری پیشرفته تر از پلیمرها استفاده می کند. به عنوان مثال ، "غشاها برای آب شیرین کن آب ، حاملهای مورد استفاده در تركیب كنترل داروها و بیوپلیمرها برای مهندسی بافت ، همه از پلیمرها استفاده می كنند" ، طبق ACS.

پلیمرهای محبوب برای ساخت شامل پلی اتیلن و پلی پروپیلن است. مولکولهای آنها می تواند از 10000000000 مونومر تشکیل شده باشد.

در طی یک واکنش پلیمریزاسیون ، تعداد زیادی از مونومرها توسط پیوندهای کووالانسی به یکدیگر متصل می شوند تا یک مولکول طولانی منفرد ، یک پلیمر تشکیل دهند.

آینده پلیمرها
محققان با هدف توسعه بیشتر داروها و تقویت محصولاتی که قبلاً از آنها استفاده می کنیم ، با انواع مختلفی از پلیمرها آزمایش می کنند.

به عنوان مثال ، پلیمرهای کربن برای صنعت خودروسازی ساخته و تقویت می شوند.

"به گفته ی ستون Live Science 2016 توسط نیکیل گوپتا ، همکار استاد ، و استیون زلتمن ، محقق دانشجو ، هر دو در آزمایشگاه مواد کامپوزیت مواد و مکانیک گروه مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشکده مهندسی دانشگاه تاندون دانشگاه نیویورک. "لمینت کربن به دلیل داشتن لایه های بافته شده از الیاف کربن تقریبا خالص که به وسیله پلاستیک سخت شده مانند رزین اپوکسی به یکدیگر وصل می شوند بسیار قوی و سفت است." [آینده فیبر کربن: بیش از سرعت بیشتری دارد]

از پلیمرها نیز برای تقویت هولوگرام استفاده می شود. دانشمندان در دانشگاه پنسیلوانیا یک هولوگرام را روی مواد پلیمری انعطاف پذیر به نام PDMA ایجاد کردند که با نانودوهای طلای جاسازی شده است ، طبق یک مطالعه که در اوایل سال 2017 در مجله Nano Letters منتشر شد. این دستگاه جدید هولوگرام می تواند به جای فقط یک عکس ، چندین تصویر را در خود جای دهد.

ریتش آگاروال ، رهبر تحقیقات و استاد علوم و مهندسی مواد در دانشگاه پنسیلوانیا ، به Live Science گفت: "سؤالی که پرسیدیم این است:" آیا می توانیم چندین بخش اطلاعات را در یک هولوگرام رمزگذاری کنیم؟ " "این یک کار مهم است ، زیرا این اولین بار است که به شما نشان داده می شود چندین تصویر هولوگرافی را ضبط کنید ، و فقط با کشش پلیمر می توانید اساساً تصویر را تغییر دهید."

پوست مصنوعی ساخته شده از پلیمر سیلیکون ممکن است آینده تلاش های ضد پیری باشد. براساس مطالعه ای که در ماه مه 2016 در ژورنال Nature Material منتشر شد ، ممکن است پلیمر در قالب دو کرم پوست فرد را محکم کند ، ظاهر چین و چروک ها را کاهش داده و کیف های زیر چشم را کاهش دهد. از چنین پوست مصنوعی ممکن است برای کمک به افراد مبتلا به شرایط پوستی مانند اگزما یا به عنوان بلوک آفتاب نیز استفاده شود.