ما هي مادة البوليمر
البوليمرات عبارة عن مواد مصنوعة من سلاسل طويلة من تكرار الجزيئات. تتمتع هذه المواد بخصائص فريدة ، اعتمادًا على النوع وكيفية ترابطها.
تنثني بعض البوليمرات وتتوسع ، مثل المطاط والبوليستر. البعض الآخر قوي وصلب ، مثل الزجاج وراتنجات الايبوكسي.
توجد البوليمرات في كل جانب من جوانب الحياة الحديثة تقريبًا. يتعامل الناس مع المنتجات المحتوية على البوليمر ويستخدمونها ، من زجاجات المياه إلى الإطارات إلى الأدوات.
غالبًا ما يستخدم مصطلح البوليمر لوصف المنتجات البلاستيكية التي هي عبارة عن بوليمرات صناعية. ومع ذلك ، هناك أيضًا بوليمرات طبيعية. المطاط والخشب أمثلة على البوليمرات الطبيعية ، التي تتكون من هيدروكربون بسيط ومكون الأيزوبرين. البروتينات عبارة عن بوليمرات طبيعية تتكون من الأحماض الأمينية والأحماض النووية ، وهذه الأحماض هي في الأساس بوليمرات نيوكليوتيد ، وهي جزيئات معقدة تتكون من قواعد محتوية على النيتروجين والسكريات وحمض الفوسفوريك.
تنثني بعض البوليمرات وتتوسع ، مثل المطاط والبوليستر. البعض الآخر قوي وصلب ، مثل الزجاج وراتنجات الايبوكسي.
توجد البوليمرات في كل جانب من جوانب الحياة الحديثة تقريبًا. يتعامل الناس مع المنتجات المحتوية على البوليمر ويستخدمونها ، من زجاجات المياه إلى الإطارات إلى الأدوات.
غالبًا ما يستخدم مصطلح البوليمر لوصف المنتجات البلاستيكية التي هي عبارة عن بوليمرات صناعية. ومع ذلك ، هناك أيضًا بوليمرات طبيعية. المطاط والخشب أمثلة على البوليمرات الطبيعية ، التي تتكون من هيدروكربون بسيط ومكون الأيزوبرين. البروتينات عبارة عن بوليمرات طبيعية تتكون من الأحماض الأمينية والأحماض النووية ، وهذه الأحماض هي في الأساس بوليمرات نيوكليوتيد ، وهي جزيئات معقدة تتكون من قواعد تحتوي على النيتروجين والسكريات وحمض الفوسفوريك.
هذه السلسلة من المونومرات تسمى الجزيئات. تحتوي معظم سلاسل البوليمر على سلسلة من ذرات الكربون التي تشكل العمود الفقري للبوليمرات. يمكن أن يتكون جزيء واحد من آلاف المونومرات.
يستخدم البوليمر
تستخدم البوليمرات في جميع مجالات حياتنا اليومية. تحتوي أكياس التسوق والمشروبات الغازية وزجاجات المياه وألياف النسيج والهواتف وأجهزة الكمبيوتر وتغليف المواد الغذائية وقطع غيار السيارات ولعب الأطفال على بوليمرات.
بعض التقنيات المتقدمة تستخدم البوليمرات ، على سبيل المثال: "أغشية لتحلية المياه ، البوليمرات الحيوية المستخدمة في هندسة الأنسجة".
تحتوي معظم البوليمرات المستخدمة في التصنيع على البولي إيثيلين والبولي بروبيلين. تتكون جزيئاتها من حوالي 10000 إلى 200000 مونومر.
مستقبل البوليمرات
يقوم الباحثون بتطوير وتجريب أنواع مختلفة وجديدة من البوليمرات ، بهدف الاستمرار في تطوير الأدوية والترويج للمنتجات التي يتم استخدامها كل يوم. على سبيل المثال ، يتم تطوير وتشجيع استخدام بوليمرات الكربون في صناعة السيارات.
"مركبات البوليمر المقوى بألياف الكربون ، والتي تسمى أيضًا شرائط ألياف الكربون ، هي مواد الجيل التالي لصنع سيارات أخف وزنا وأكثر كفاءة في استهلاك الوقود وأكثر أمانًا. صفائح الكربون قوية وصلبة للغاية بسبب طبقاتها المنسوجة من ألياف الكربون النقية الممزوجة بمركب بلاستيكي صلب ، "وفقًا لدراسة أجراها باحثان ، نيخيل جوبتا وستيفن زالتمان ، في مختبر الميكانيكا المركبة ، القسم الهندسة الميكانيكية والفضاء من جامعة نيويورك تاندون.
يستخدم البوليمر أيضًا لتعزيز الصورة ثلاثية الأبعاد. ابتكر علماء في جامعة بنسلفانيا صورة ثلاثية الأبعاد على مادة البوليمر المرنة التي كانت مضمنة في جزيئات الذهب النانوية ، وفقًا لدراسة نُشرت على الإنترنت في أوائل عام 2017 في مجلة Nanoscale Letters. يمكن لجهاز الهولوغرام الجديد التقاط صور متعددة بدلاً من صورة واحدة فقط.
يسأل Ritesh Aggarwal ، الباحث وأستاذ علوم وهندسة المواد في جامعة بنسلفانيا ، سؤالاً: "هل يمكننا ترميز الكثير من المعلومات في صورة ثلاثية الأبعاد؟ ". "إنها مهمة مهمة ، لأنها المرة الأولى التي يظهر فيها شخص ما. يمكنك تسجيل عدة صور ثلاثية الأبعاد ، ومن خلال تمديد البوليمرات ، يمكنك تغيير الصورة بأكملها" ، كما يقول.
قد يكون الجلد الاصطناعي المصنوع من بوليمر السيليكون هو مستقبل مكافحة الشيخوخة. على شكل كريم ، يمكن لهذا البوليمر أن يشد الجلد ويقلل من ظهور التجاعيد ويقلل من الانتفاخات تحت العينين. يمكن أيضًا استخدام هذه الجلود الاصطناعية لمساعدة أولئك الذين يعانون من أمراض جلدية معينة مثل الأكزيما أو يمكن استخدامها لحماية أنفسهم من أشعة الشمس.
يقول روبرت لانجر ، الأستاذ في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، الذي يشارك في دراسة البوليمرات: "نحن متحمسون لذلك ، إنها مادة جديدة تمامًا".