İpek
DNA,
tahta,
balonlar
ve Silly Putty'nin ortak noktası nedir?
Polimerler.
Polimerler, hayatımızın öyle büyük bir parçasıdırlar ki
onlarsız bir dünya düşünmek imkansız
ama bunlar da ne?
Polimerler, bir trenin vagonları gibi birbirine bağlanmış
monomer denilen küçük birimlerden yapılmış büyük moleküllerdir.
Poli "birçok"
ve mono "bir,"
mer veya mero "parçalar" anlamına gelir.
Birçok polimer, aynı küçük monomerin tekrarlanmasıyla yapılırken
diğerleri bir modele bağlı iki monomerden yapılır.
Tüm canlılar polimerlerden yapılır.
Organizmalardaki organik moleküllerin bazıları küçük ve basittir,
birkaç fonksiyonel gruptan sadece birine sahiptir.
Diğerleri, özellikle de yapısal roller oynayanlar
veya genetik bilgi depolayanlar,
makromoleküllerdir.
Birçok durumda, bu makromoleküller polimerlerdir.
Örneğin, kompleks karbonhidratlar
basit şekerlerin polimerleri,
proteinler amino asitlerin polimerleri
ve genetik bilgimizi içeren nükleik asitler, DNA ve RNA
nükleotidlerin polimerleridir.
Ağaçlar ve bitkiler, polimer selülozdan yapılır.
Ağaç kabuğu ve saplarda bulduğunuz sert şeylerdir.
Tüyler, kürk, saç ve tırnaklar
aynı zamanda bir polimer olan protein keratinden oluşur.
Burada bitmiyor.
Hayvanlar alemindeki en büyük filumun, yani eklem bacakların, dış iskeletlerinin
polimer kitinden yapıldığını biliyor muydunuz?
Polimerler, ayrıca sentetik elyaf, kauçuk ve plastikler için temel oluşturur.
Tüm sentetik polimerler petrol yağından elde edilir
ve kimyasal reaksiyonlarla üretilir.
Polimer yapmak için kullanılan en yaygın iki reaksiyon tipi
katılma reaksiyonları ve yoğunlaşma reaksiyonlarıdır.
Katılma reaksiyonlarında,
monomerler polimeri oluşturmak için basitçe birlikte eklenir.
Süreç, serbest bir radikalle,
eşleşmemiş elektronu olan bir tür ile başlar.
Serbest radikal saldırır
ve yeni bağlar oluşturmak için bağları koparır.
Bu işlem, uzun zincirli bir polimer oluşturmak için tekrarlanır.
Yoğunlaşma reaksiyonlarında,
zincir uzatan her reaksiyonda su gibi küçük bir molekül üretilir.
İlk sentetik polimerler,
yanlışlıkla birçok kimyasal reaksiyonların yan ürünleri olarak yapılmıştır.
Kullanışsız düşünsesiyle kimyacılar genellikle onları attılar.
En sonunda, Leo Baekeland adında biri işe yaramaz yan ürününün
belki de o kadar işe yaramaz olmadığına karar verdi.
Çalışmaları, basınç ve yüksek sıcaklıklar kullanılarak
kalıcı bir şekle sokulabilen bir plastikle sonuçlandı.
Bu plastiğin adı olan polioksibenzilmetilenglikolanhidrit
hatırlaması kolay olmadığından reklamcılar buna Bakalit adını verdi.
Bakalit; telefonlar, oyuncaklar ve elektrikli cihazlar için
yalıtkanlar haline getirildi.
1907'deki gelişimi ile plastik endüstrisi patladı.
Bir başka tanıdık polimer, Silly Putty de kazara icat edildi.
2. Dünya Savaşı'nda, Birleşik Devletler orduya destek olmak için
sentetik kauçuğa aşırı ihtiyaç duyuyordu.
General Electric'de bir kimyager ekibi bir tane yapmayı denedi
ama sonunda yapışkan, yumuşak bir macun oldu.
Kauçuk yerine iyi bir şey değildi
ama acayip bir özelliği vardı:
Aşırı derecede zıplıyor gibi görünüyordu.
Silly Putty işte böyle doğdu!
Sentetik polimerler dünyayı değiştirdi.
Bunu bir düşünün.
Plastik kullanmadan tek bir gün geçirmeyi hayal edebiliyor musunuz?
Ama polimerlerin hepsi yararlı değildir.
Strafor, örneğin, çoğu Çevre Koruma Ajansı tarafından
olası bir kanserojen olarak tanımlanan stirenden yapılır.
Strafor ürünleri üretilirken
ya da düzenli depolama sahalarında ya da okyanusta yavaşça bozuldukça
toksik stireni çevreye salabilirler.
Ayrıca katılma polimerizasyon reaksiyonları ile oluşturulan
Strafor, plastik torbalar ve PVC gibi plastikler
dayanıklı ve gıda güvenliğine uygun olarak üretilir
ama bu, çevrede bozulmadıkları anlamına gelir.
Her yıl milyonlarca ton plastik atık depolama alanlarına atılmaktadır.
Bu plastik biyolojik olarak parçalanmıyor;
sadece daha küçük parçalara ayrılıyor,
deniz yaşamını etkiliyor
ve sonunda insanlara geri dönüyor.
Polimerler yumuşak veya sert,
yumuşak veya katı,
kırılgan veya saglam olabilir.
Aralarındaki büyük değişim, DNA dan naylon çoraplara kadar
inanılmaz çeşitlilikte bir madde dizisi oluşturabilir anlamına gelir.
Polimerler o kadar kullanışlı ki her gün onlara daha da bağlı hale geldik.
Ama kimileri, daha yeni anlamaya başladığımız sağlığımıza etkisiyle
okyanuslarımızı, şehirlerimizi ve su yollarımızı kirletiyor.