Co mają wspólnego jedwab, DNA,
drewno, balony i inteligentna plastelina?
Są polimerami.
Polimery są dla nas tak ważne,
że nie da się wyobrazić bez nich świata.
Czym one w sumie są?
Polimery to duże molekuły
złożone z małych jednostek - monomerów,
połączonych ze sobą jak wagoniki pociągu.
Poli znaczy wiele,
mono znaczy jeden,
a mer, czy też mero, oznacza części.
Wiele polimerów powstaje przez powtarzanie
w kółko tego samego monomeru,
niektóre składają się z dwóch monomerów
ułożonych we wzory.
Wszystkie żywe organizmy składają się z polimerów.
Niektóre molekuły organiczne w organizmach
są małe i proste,
mając tylko jedną grupę funkcyjną.
Inne, szczególnie te odpowiadające ze strukturę,
albo gromadzące informacje genetyczne,
to makromolekuły.
Często te makromolekuły to polimery.
Na przykład, złożone węglowodany
to polimery cukrów prostych,
proteiny to polimery aminokwasów,
a kwasy nukleinowe, DNA i RNA,
które zawierają kod genetyczny,
to polimery nukleotydów.
Drzewa i rośliny są zbudowane
z polimerowej celulozy.
To ta twarda część kory i łodygi.
Pióra, futro, włosy i paznokcie
są zrobione z protein keratyny,
także polimeru.
To nie wszystko.
Czy wiesz, że egzoszkielet
najliczniejszego typu w królestwie zwierząt,
stawonogów,
są zrobione z polimerów chityny?
Polimery tworzą też podstawę
syntetycznych włókien, gumy i plastiku.
Wszystkie polimery syntetyczne uzyskuje się z ropy naftowej
i przetwarza w reakcjach chemicznych.
Dwie najczęstsze reakcje
wykorzystywane do produkcji polimerów
to addycja i kondensacja.
W reakcjach addycji
monomery łączą się tworząc polimer.
Proces zaczyna się od wolnego rodnika,
czyli niesparowanego elektronu.
Wolny rodnik atakuje i zrywa wiązania,
tworząc jednocześnie nowe.
Ten proces powtarza się w kółko,
tworząc łańcuchowy polimer.
W reakcji kondensacji
mały molekuł, taki jak woda,
powstaje w wyniku wydłużającej łańcuch reakcji.
Pierwsze polimery syntetyczne
stworzono przypadkiem,
jako produkt uboczny różnych reakcji chemicznych.
Sądząc, że są bezużyteczne,
chemicy ignorowali je.
Dopiero niejaki Leo Baekeland
uznał, że ten rzekomo nieprzydatny produkt
nie jest w cale taki bezużyteczny.
Jego praca zaowocowała plastikiem,
który mógł być bez końca formowany
przy użyciu ciśnienia i wysokich temperatur.
Stąd nazwa plastiku,
polioksybenzylometylenoglikoloanhydrat,
bardzo chwytliwa nazwa,
spece od reklamy nazwali go bakelitem.
Z bakelitu tworzono telefony, zabawki
i izolację urządzeń elektrycznych.
Wraz z jego odkryciem w 1907
przemysł plastyczny eksplodował.
Inny popularny polimer, inteligentną plastelinę,
też wynaleziono przez przypadek.
Podczas II Wojny Światowej
USA rozpaczliwie potrzebowało
syntetycznej gumy dla żołnierzy.
Grupa chemików w General Electric
próbowała stworzyć taką,
ale wyszła im lepka, miękka maź.
Nie była dobrym substytutem gumy,
ale miała dziwną właściwość:
była niesamowicie sprężysta.
Tak powstała inteligentna plastelina!
Polimery syntetyczne zmieniły świat.
Tylko spójrzcie.
Czy wyobrażacie sobie przeżycie dnia
bez używania plastiku?
Ale nie wszystkie polimery są dobre.
Styropian składa się ze styrenu,
który uznała za rakotwórczy
Agencja Ochrony Środowiska (EPA).
Przy produkcji styropianu
albo przy jego rozkładzie w oceanie,
do środowiska dostaje się toksyczny styren.
Na dodatek plastik tworzony
przez addycję reakcji polimeryzacyjnych,
taki jak styropian, reklamówki i PCV
są budowane tak, żeby nie pękać i konserwować jedzenie,
ale to oznacza,
że nie rozłożą się w środowisku.
Miliony ton plastiku
trafia na wysypiska co roku.
Plastik nie rozkłada się,
tylko pęka na coraz mniejsze kawałki,
wpływając na życie morskie
i ostatecznie wracając do ludzi.
Polimery mogą być miękkie lub twarde,
giętkie lub solidne,
kruche lub mocne.
Duża różnica pomiędzy nimi
oznacza, że mogą tworzyć
niesamowicie zróżnicowane substancje,
od DNA po nylonowe rajstopy.
Polimery są tak przydatne,
że polegamy na nich każdego dnia.
Niektóre jednak zaśmiecają
nasze oceany, miasta, czy ujęcia wody,
a ich wpływ na nasze zdrowie
dopiero zaczynamy rozumieć.