هل تعرف ما هو البوليمر؟ مصطلح , البوليمرات

تلمس البوليمرات تقريبًا كل جانب من جوانب الحياة الحديثة. من المحتمل أن يكون معظم الناس على اتصال بمنتج واحد على الأقل يحتوي على بوليمر - من زجاجات المياه إلى الأدوات إلى الإطارات - في الدقائق الخمس الأخيرة.

غالبًا ما يستخدم مصطلح البوليمر لوصف البلاستيك ، وهي عبارة عن بوليمرات اصطناعية. ومع ذلك ، توجد أيضًا بوليمرات طبيعية ؛ المطاط والخشب ، على سبيل المثال ، عبارة عن بوليمرات طبيعية تتكون من هيدروكربون بسيط ، أيزوبرين ، وفقًا لـ Encyclopedia Britannica . البروتينات هي بوليمرات طبيعية تتكون من أحماض أمينية ، والأحماض النووية (DNA و RNA) هي بوليمرات من النيوكليوتيدات - جزيئات معقدة تتكون من قواعد تحتوي على النيتروجين والسكريات وحمض الفوسفوريك ، على سبيل المثال.

هيرمان ستاودينجر أستاذ الكيمياء العضوية في Eidgenössische Technische Hochschule (جامعة العلوم التطبيقية) في زيورخ ، وهو أب لتطوير البوليمر الحديث. قاد بحثه في العشرينيات الطريق إلى التلاعب الحديث بالبوليمرات الطبيعية والاصطناعية. صاغ مصطلحين أساسيين لفهم البوليمرات: البلمرة والجزيئات الكبيرة ، وفقًا للجمعية الكيميائية الأمريكية (ACS). حصل على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1953 "لاكتشافاته في مجال كيمياء الجزيئات الكبيرة". 

تسمى هذه السلاسل من المونومرات أيضًا الجزيئات الكبيرة. تحتوي معظم سلاسل البوليمر على سلسلة من ذرات الكربون باعتبارها العمود الفقري. يمكن أن يتكون جزيء واحد كبير من مئات الآلاف من المونومرات ، وفقًا لمركز تعلم علوم البوليمرات.

يتم استخدام البوليمرات في كل مجال من مجالات المعيشة الحديثة تقريبًا. تحتوي أكياس البقالة وزجاجات المياه والصودا وألياف النسيج والهواتف وأجهزة الكمبيوتر وتغليف المواد الغذائية وقطع غيار السيارات والألعاب على البوليمرات.

حتى التكنولوجيا الأكثر تعقيدًا تستخدم البوليمرات. على سبيل المثال ، "تستخدم أغشية تحلية المياه ، والناقلات المستخدمة في إطلاق الأدوية الخاضعة للرقابة والبوليمرات الحيوية في هندسة الأنسجة ، جميع البوليمرات" ، وفقًا لـ ACS.

يقوم الباحثون بتجربة العديد من أنواع البوليمرات المختلفة ، بهدف زيادة تطوير الأدوية وتحسين المنتجات التي نستخدمها بالفعل.

على سبيل المثال ، يتم تطوير البوليمرات الكربونية وتحسينها لصناعة السيارات.

وفقًا لما ذكره نيخيل جوبتا ، أحد العاملين في قسم العلوم الحية لعام 2016 ، فإن "مركبات البوليمر المقوى بألياف الكربون (CFRP) - تسمى أيضًا شرائح ألياف الكربون - هي مواد الجيل التالي لجعل السيارات أخف وزناً وأكثر كفاءة في استهلاك الوقود وأكثر أماناً". الأستاذ ، وستيفن زيلتمان ، باحث طلابي ، في مختبر المواد المركبة والميكانيكا في قسم الهندسة الميكانيكية وهندسة الفضاء في كلية تاندون للهندسة بجامعة نيويورك. "صفح الكربون قوي للغاية وصلب بسبب طبقاته المنسوجة من ألياف كربون نقية تقريبًا مرتبطة ببعضها البعض بواسطة بلاستيك مقوى ، مثل راتنجات الايبوكسي." [ مستقبل ألياف الكربون: الأمر يتعلق بأكثر من السرعة]

كما يتم استخدام البوليمرات لتحسين الصور المجسمة. أنشأ العلماء في جامعة بنسلفانيا صورة ثلاثية الأبعاد على مادة بوليمر مرنة تسمى PDMA تم تضمينها مع النانو الذهبية ، وفقًا لدراسة نشرت عبر الإنترنت في أوائل عام 2017 في مجلة Nano Letters . يمكن لجهاز الهولوغرام الجديد هذا أن يحمل عدة صور بدلاً من صورة واحدة فقط.

"والسؤال الذي طرحه هو:" هل يمكننا ترميز بت متعددة من المعلومات في صورة ثلاثية الأبعاد؟ "ريتيش أغاروال، زعيم البحوث وأستاذ علوم وهندسة المواد في جامعة بنسلفانيا قال ايف العلوم . "إنه عمل مهم ، لأنها المرة الأولى التي يظهر فيها شخص ما أنه يمكنك تسجيل صور ثلاثية الأبعاد متعددة ، وبمجرد تمدد البوليمر ، يمكنك تغيير الصورة بشكل أساسي."

الجلد الاصطناعي المصنوع من بوليمر السيليكون قد يكون مستقبل جهود مكافحة الشيخوخة. في شكل كريمتين ، قد يكون البوليمر قادرًا على شد جلد الشخص ، وتقليل ظهور التجاعيد وتقليص الحقائب تحت العين ، وفقًا لدراسة نشرت في مايو 2016 في مجلة Nature Materials. يمكن استخدام هذا الجلد الاصطناعي أيضًا لمساعدة أولئك الذين يعانون من أمراض جلدية ، مثل الأكزيما ، أو يمكن استخدامها كحجب شمسي.