מה משותף למשי,
DNA,
עץ,
בלונים,
ובצק משחק?
הם פולימרים.
פולימרים הם חלק כל כך גדול בחיינו
שזה פשוט בלתי אפשרי
לדמיין עולם בלעדיהם,
אבל מה הם בכלל?
פולמרים הם מולקולות גדולות
שעשויות מיחידות קטנות שנקראות מונומרים
שמחוברים יחד כמו קרונות רכבת.
פולי אומר הרבה,
ומונו אומר אחד,
ומרים או מרו אומר חלקים.
הרבה פולימרים עשויים על ידי חזרה
על אותו מונומר שוב ושוב ושוב
בעוד אחרים עשויים משני מונומרים
מחוברים בתבנית מסויימת.
כל הדברים החיים עשויים פולימרים.
כמה מהמולקולות האורגניות ביצורים חיים
הן פשוטות וקטנות,
ויש בהן רק אחת מכמה קבוצות פעילות.
אחרות, בעיקר אלה שמשחקות תפקיד מבני
או אוגרות מידע גנטי,
הן מקרו מולקולות (מולקולות גדולות).
בהרבה מקרים, המקרו מולקולות האלה הן פולימרים.
לדוגמה, פחמימות מורכבות
הן פולימרים של סוכרים פשוטים,
חלבונים הם פולימרים של חומצות אמינו,
וחומצות גלעין, DNA ו- RNA,
שמכילות את המידע הגנטי שלנו,
הן פולימרים של נוקלאוטידים.
עצים וצמחים עשויים
מהפולימר צלולוז.
זה החומר הקשיח שאתם מוצאים בקליפה או גבעולים.
נוצות,
פרווה,
שיער,
וציפורניים
עשויים מהחלבון קרטין,
שגם הוא פולימר.
זה לא עוצר פה.
ידעתם שהשלד החיצוני
של המשפחה הגדול בממלכת הטבע,
משפחת פרוקי הרגליים,
עשוי מהפולימר כיטין?
פולימרים גם יוצרים את הבסיס
לסיבים סינטטיים, גומי, ופלסטיק.
כל הפולימרים הסינטטיים מגיעים מנפט
ומיוצרים דרך תגובות כימיות.
שתיים מהתגובות הכי נפוצות
שמשמות לייצור פולימרים
הן תגובות הוספה
ותגובות התעבות.
בתגובות הוספה,
מונומרים פשוט מוספים יחד כדי ליצור פולימר.
התהליך מתחיל עם רדיקל חופשי,
מין נטול אלקטרון.
הרדיקל החופשי תוקף
ושובר את הקשרים כדי ליצור קשרים חדשים.
התהליך הזה חוזר שוב ושוב
כדי ליצור פולימרים משורשרים ארוכים.
בתגובות עיבוי,
מולקולה קטנה, כמו מים,
נוצרת עם כל תגוברה מאריכת שרשרת.
הפולימרים הסינטטיים הראשונים
נוצרו בטעות
כתוצר לוואי של תגובות כימיות שונות.
כשחשבו שהן חסרות תועלות,
הכימאים בעיקר השליכו אותן.
לבסוף, אדם בשם ליאו ביקלנד
החליט שאולי תוצר הלוואי שלו חסר התועלת
לא היה כל כך חסר תועלת אחרי הכל.
תוצאת העבודה שלו היתה פלסטיק
שיכול להדחס באופן קבוע לצורה
על ידי שימוש בלחץ וטמפרטורה גבוהה.
מאחר והשם של הפלסטיק הזה,
פוליאוקסיבנזילמתילאנגליכולנהידריד,
לא היה ממש קליט,
אנשים קראו לו בקליט.
מבקליט יצרו טלפונים,
צעצועי ילדים,
ומבודדים למכשירים חשמליים.
עם הפיתוח שלו ב-1907,
תעשיית הפסטיק הרקיעה שחקים.
פולימר מוכר נוסף, פלסטלינה,
גם הוא הומצא בטעות.
במהלך מלחמת עולם שנייה,
ארצות הברית הייתה נואשת
לגומי סינטטי כדי לתמוך בלחימה.
צוות של כימאים מג'נרל אלקטריק
ניסו ליצור אחד
אבל יצא להם עיסה רכה ונמרחת.
זה לא היה טוב בתור תחליף לגומי,
אבל היתה לה תכונה אחת מוזרה:
נראה שהיא ממש קופצנית.
פלסטלינה נולדה!
פולימרים סינטיים שינו את העולם.
חשבו על זה.
אתם יכולים לדמיין יום אחד
בלי להשתמש בפלסטיק?
אבל פולימרים הם לא רק טובים.
קלקר, לדוגמה, עשוי בעיקר מסטיירין,
שמזוהה כגורם סרטן אפשרי
על ידי הסוכנות להגנה על הסביבה.
כשמוצרי קלקר נוצרים,
או כשהם מתפרקים באיטיות במזבלות או באוקיינוס,
הם יכולים לשחרר סטיירין רעיל
לסביבה.
בנוסף, פלסטיק שנוצר
על ידי תגובות הוספה של פולימרים,
כמו קלקר,
שקיות פלסטיק,
ו- PVC,
בנויים להיות עמידים ובטוחים לאוכל,
אבל זה אומר שהם לא מתפרקים
בסביבה.
מליוני טונות של פלסטיק
מושלכים למזבלות כל שנה.
הפלסטיק הזה לא מתפרק ביולוגית,
הוא פשוט נשבר
לחתיכות קטנות יותר ויותר,
מה שמשפיע על חיים ימיים
ובסופו של דבר חוזרים לאנשים.
פולימרים יכולים להיות רכים או קשים,
מעיכים או מוצקים,
שבירים או חזקים.
המגוון האדיר בינם
אומר שהם יכולים ליצור
מערך מגוון של חומרים,
מ- DNA
לגרביוני ניילון.
פולימרים הם כל כך מועילים
שנפכנו לתלויים בהם ביום יום.
אבל כמה מלכלכים
את האוקיינוסים שלנו, הערים, ודרכי המים.
עם השפעות על הבריאות שלנו
שאנחנו רק מתחילים להבין.