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從 DNA (去氧核醣核酸) 到 Silly Putty (傻瓜黏土),聚合物的多元世界-詹‧馬丁利

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    蠶絲是什麼做成的?
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    DNA(去氧核醣核酸),
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    木材,
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    氣球,
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    以及Silly Putty(傻瓜黏土), 它們又有什麼共同之處?
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    原來它們都是聚合物,
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    聚合物充斥在我們日常生活中,
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    想想看,若是沒聚合物
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    這個世界會是什麼樣子,
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    但聚合物到底是什麼東西?
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    聚合物是一種大分子,
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    這分子是由較小單位的單體所組成
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    這些單體連結在一起,就像一列有軌電車,
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    Poly是"多"的意思,
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    Mono是"單一"的意思,
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    mers 或mero是"小單位"的意思。
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    大多數的聚合物是由許多小單體
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    一次又一次重複鏈結而成,
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    而有些聚合物是由二個單體
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    鏈結成一種形式而成的。
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    所有活生生的生物,都是由聚合物組成,
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    有些有機體的有機分子
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    小而且簡單,
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    這些小分子,只是少數官能基之一‵,
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    其他的分子,特別是那些扮演結構角色,
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    或儲存遺傳訊息的分子,
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    是屬於大分子,
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    在大多數的情況下,這些大分子就是聚合物,
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    例如:碳水化合物
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    就是單糖聚合物,
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    蛋白質是氨基酸聚合物,
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    核酸,DNA(去氧核醣核酸),RNA(核糖核酸),
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    裡頭有我們遺傳基因的資訊,
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    也是核甘酸的聚合物。
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    樹木及植物
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    其樹皮及樹幹可發現堅韌結實的構造,
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    是由纖維素聚合物所組成。
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    羽毛,
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    毛皮,
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    頭髮,
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    以及指甲
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    都是由角蛋白所組成,
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    角蛋白也是一種聚合物。
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    聚合物的產品,真是不勝枚舉。
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    你知道動物界中最大的一門
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    節肢動物門(門)的外骨骼,
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    這些節肢動物,
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    是由蟹殼質聚合物所組成的嗎?
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    聚合物也是構成
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    人造纖維,橡膠以及塑膠的基礎,
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    所有的人造纖維都是石油的衍生物
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    透過化學反應製造出來。
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    有二種最常見的化學反應
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    被用來製造聚合物
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    這二種是加成反應
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    及縮合反應。
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    在加成反應裡,
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    單體簡單地鏈結在一起形合聚合物。
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    加成反應程序,從一個自由基開始,
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    是一種未成對電子,
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    這自由基會攻擊、破壞鍵結
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    然後產生新的鍵結。
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    不斷地重複地破壞鍵結,產生新鏈結
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    以形成長鏈聚合物。
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    至於縮合反應,
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    一個小分子的物質,例如:水,
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    是由每一個鏈延伸反應所產生,
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    第一批合成聚合物
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    是在不同化學反應的副產品中
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    意外被發現的。
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    在當時認為這副產品一點用處也沒有,
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    化學家們通常把它給丟掉,
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    最後,有一位化學家李奧.貝克蘭
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    認為這個無用的副產品
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    或許還有其他用途。
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    結果發現
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    塑膠可以在高壓及高溫下
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    被永久塑形。
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    當時塑膠的名稱為
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    polyoxybenzylmethylenglycolanhydride,
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    這個名稱實在太難記了,
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    廣告商稱它為電木。
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    電木被用來製造電話機,
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    小孩子的玩具,
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    以及電子零件的絕緣體。
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    到了1907年,
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    人們大量使用塑膠製品。
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    另一個眾所周知的聚合物產品,
    Silly Putty(傻瓜黏土),
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    也是在意外中被發現。
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    二次大戰期間,
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    美國軍隊
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    急需人工橡膠作軍事用途。
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    通用電器公司(General Electric) 的一組化學家
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    試圖去研究出人工橡膠,
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    結果卻產生一種黏稠的,軟軟的物質,
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    它絕不是一個好的橡膠替代品,
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    而是一種特殊化學性質的黏稠物,
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    一種極富彈性的物質,
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    傻瓜黏土(Silly Putty )因此誕生了!
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    人工聚合物改變了世界。
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    你想想看,
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    你可想像一整天
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    沒有使用塑膠產品嗎?
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    但並非聚合物都沒有缺點,
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    例如:保利龍,其成分為聚苯乙烯,
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    被美國國家環境保護局證實
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    可能是致癌物。
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    一旦聚苯乙烯的產品被製造出來,
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    隨著垃圾掩埋場或海洋生態逐漸惡化,
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    會將有毒聚苯乙烯
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    釋放到環境中。
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    除此之外,
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    塑膠是由加成聚合反應所產生,
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    如保麗龍,
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    塑膠袋,
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    以及PVC(聚氯乙烯),
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    都是為了耐用及食品安全而製造,
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    那表示這些東西在環境裡
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    無法分解。
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    每一年,數以百萬噸的塑膠產品
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    被送到垃圾掩埋場。
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    塑膠產品無法被生物分解,
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    這些產品分解成
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    一小片,一小片的塑膠,
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    影響海洋生態
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    最後返回影響到人類。
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    聚合物可軟可硬,
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    糊狀或固體,
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    易碎或堅固,
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    最大的差別在於
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    以不同的方法,
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    大量製造成各式各樣的物質,
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    從DNA(去氧核醣核酸)
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    到尼龍長襪,
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    聚合物的用途非常廣
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    日常生活中,我們越來越依賴這些產品。
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    但這些塑膠產品也污染了
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    我們的海洋、城市和下水道,
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    以致影響我們的健康,
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    而我們現在才開始了解這嚴重性。
Title:
從 DNA (去氧核醣核酸) 到 Silly Putty (傻瓜黏土),聚合物的多元世界-詹‧馬丁利
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觀看完整影片:
http://ed.ted.com/lessons/from-dna-to-silly-putty-the-diverse-world-of-polymers-jan-mattingly

你是由聚合物組成,樹、電話和玩具也是。聚合物是一種一系列有用途的屬性的單一分子(單體)長鏈,像是韌性或延展性,而且它變成我們日常生活中不可或缺的東西。聚合物包括自然生成及人工合成的物質,DNA (去氧核醣核酸) 是聚合物,塑膠、傻瓜黏土 (Silly Putty) 和保麗龍也是聚合物。詹‧馬丁利)說明了聚合物何以改變我們的世界。

授課者:詹‧馬丁利    動畫製作:TED-Ed

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English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:00

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