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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0:07 - 0:08蠶絲是什麼做成的?
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0:08 - 0:09DNA(去氧核醣核酸),
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0:09 - 0:09木材,
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0:09 - 0:10氣球,
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0:10 - 0:13以及Silly Putty(傻瓜黏土), 它們又有什麼共同之處?
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0:13 - 0:15原來它們都是聚合物,
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0:15 - 0:17聚合物充斥在我們日常生活中,
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0:17 - 0:19想想看,若是沒聚合物
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0:19 - 0:21這個世界會是什麼樣子,
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0:21 - 0:23但聚合物到底是什麼東西?
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0:23 - 0:24聚合物是一種大分子,
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0:24 - 0:27這分子是由較小單位的單體所組成
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0:27 - 0:30這些單體連結在一起,就像一列有軌電車,
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0:30 - 0:31Poly是"多"的意思,
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0:31 - 0:33Mono是"單一"的意思,
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0:33 - 0:36mers 或mero是"小單位"的意思。
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0:36 - 0:38大多數的聚合物是由許多小單體
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0:38 - 0:41一次又一次重複鏈結而成,
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0:41 - 0:42而有些聚合物是由二個單體
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0:42 - 0:44鏈結成一種形式而成的。
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0:44 - 0:47所有活生生的生物,都是由聚合物組成,
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0:47 - 0:49有些有機體的有機分子
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0:49 - 0:51小而且簡單,
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0:51 - 0:54這些小分子,只是少數官能基之一‵,
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0:54 - 0:57其他的分子,特別是那些扮演結構角色,
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0:57 - 0:59或儲存遺傳訊息的分子,
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0:59 - 1:01是屬於大分子,
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1:01 - 1:04在大多數的情況下,這些大分子就是聚合物,
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1:04 - 1:07例如:碳水化合物
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1:07 - 1:09就是單糖聚合物,
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1:09 - 1:11蛋白質是氨基酸聚合物,
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1:11 - 1:14核酸,DNA(去氧核醣核酸),RNA(核糖核酸),
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1:14 - 1:16裡頭有我們遺傳基因的資訊,
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1:16 - 1:18也是核甘酸的聚合物。
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1:18 - 1:20樹木及植物
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1:20 - 1:22其樹皮及樹幹可發現堅韌結實的構造,
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1:22 - 1:24是由纖維素聚合物所組成。
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1:24 - 1:25羽毛,
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1:25 - 1:26毛皮,
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1:26 - 1:26頭髮,
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1:26 - 1:27以及指甲
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1:27 - 1:29都是由角蛋白所組成,
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1:29 - 1:31角蛋白也是一種聚合物。
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1:31 - 1:32聚合物的產品,真是不勝枚舉。
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1:32 - 1:34你知道動物界中最大的一門
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1:34 - 1:36節肢動物門(門)的外骨骼,
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1:36 - 1:37這些節肢動物,
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1:37 - 1:39是由蟹殼質聚合物所組成的嗎?
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1:40 - 1:42聚合物也是構成
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1:42 - 1:45人造纖維,橡膠以及塑膠的基礎,
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1:45 - 1:48所有的人造纖維都是石油的衍生物
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1:48 - 1:51透過化學反應製造出來。
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1:51 - 1:53有二種最常見的化學反應
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1:53 - 1:55被用來製造聚合物
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1:55 - 1:56這二種是加成反應
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1:56 - 1:58及縮合反應。
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1:58 - 1:59在加成反應裡,
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1:59 - 2:03單體簡單地鏈結在一起形合聚合物。
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2:03 - 2:05加成反應程序,從一個自由基開始,
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2:05 - 2:08是一種未成對電子,
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2:08 - 2:09這自由基會攻擊、破壞鍵結
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2:09 - 2:12然後產生新的鍵結。
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2:12 - 2:14不斷地重複地破壞鍵結,產生新鏈結
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2:14 - 2:16以形成長鏈聚合物。
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2:16 - 2:17至於縮合反應,
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2:17 - 2:19一個小分子的物質,例如:水,
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2:19 - 2:22是由每一個鏈延伸反應所產生,
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2:22 - 2:24第一批合成聚合物
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2:24 - 2:25是在不同化學反應的副產品中
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2:25 - 2:28意外被發現的。
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2:28 - 2:29在當時認為這副產品一點用處也沒有,
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2:29 - 2:32化學家們通常把它給丟掉,
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2:32 - 2:34最後,有一位化學家李奧.貝克蘭
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2:34 - 2:36認為這個無用的副產品
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2:36 - 2:38或許還有其他用途。
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2:38 - 2:40結果發現
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2:40 - 2:42塑膠可以在高壓及高溫下
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2:42 - 2:45被永久塑形。
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2:45 - 2:46當時塑膠的名稱為
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2:46 - 2:50polyoxybenzylmethylenglycolanhydride,
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2:50 - 2:51這個名稱實在太難記了,
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2:51 - 2:54廣告商稱它為電木。
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2:55 - 2:56電木被用來製造電話機,
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2:56 - 2:57小孩子的玩具,
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2:57 - 3:00以及電子零件的絕緣體。
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3:00 - 3:02到了1907年,
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3:02 - 3:05人們大量使用塑膠製品。
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3:05 - 3:07另一個眾所周知的聚合物產品,
Silly Putty(傻瓜黏土), -
3:07 - 3:09也是在意外中被發現。
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3:09 - 3:10二次大戰期間,
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3:10 - 3:12美國軍隊
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3:12 - 3:14急需人工橡膠作軍事用途。
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3:14 - 3:16通用電器公司(General Electric) 的一組化學家
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3:16 - 3:18試圖去研究出人工橡膠,
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3:18 - 3:20結果卻產生一種黏稠的,軟軟的物質,
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3:20 - 3:22它絕不是一個好的橡膠替代品,
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3:22 - 3:24而是一種特殊化學性質的黏稠物,
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3:25 - 3:27一種極富彈性的物質,
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3:27 - 3:29傻瓜黏土(Silly Putty )因此誕生了!
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3:29 - 3:31人工聚合物改變了世界。
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3:31 - 3:32你想想看,
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3:32 - 3:34你可想像一整天
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3:34 - 3:36沒有使用塑膠產品嗎?
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3:36 - 3:38但並非聚合物都沒有缺點,
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3:38 - 3:41例如:保利龍,其成分為聚苯乙烯,
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3:41 - 3:43被美國國家環境保護局證實
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3:43 - 3:46可能是致癌物。
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3:46 - 3:48一旦聚苯乙烯的產品被製造出來,
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3:48 - 3:51隨著垃圾掩埋場或海洋生態逐漸惡化,
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3:51 - 3:53會將有毒聚苯乙烯
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3:53 - 3:54釋放到環境中。
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3:54 - 3:56除此之外,
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3:56 - 3:58塑膠是由加成聚合反應所產生,
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3:58 - 3:59如保麗龍,
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3:59 - 4:00塑膠袋,
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4:00 - 4:01以及PVC(聚氯乙烯),
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4:01 - 4:03都是為了耐用及食品安全而製造,
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4:03 - 4:05那表示這些東西在環境裡
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4:05 - 4:06無法分解。
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4:06 - 4:08每一年,數以百萬噸的塑膠產品
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4:08 - 4:10被送到垃圾掩埋場。
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4:10 - 4:12塑膠產品無法被生物分解,
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4:12 - 4:14這些產品分解成
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4:14 - 4:16一小片,一小片的塑膠,
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4:16 - 4:17影響海洋生態
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4:17 - 4:20最後返回影響到人類。
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4:20 - 4:22聚合物可軟可硬,
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4:22 - 4:23糊狀或固體,
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4:23 - 4:25易碎或堅固,
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4:25 - 4:27最大的差別在於
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4:27 - 4:29以不同的方法,
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4:29 - 4:31大量製造成各式各樣的物質,
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4:31 - 4:31從DNA(去氧核醣核酸)
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4:31 - 4:33到尼龍長襪,
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4:33 - 4:35聚合物的用途非常廣
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4:35 - 4:37日常生活中,我們越來越依賴這些產品。
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4:37 - 4:39但這些塑膠產品也污染了
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4:39 - 4:41我們的海洋、城市和下水道,
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4:41 - 4:42以致影響我們的健康,
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4:42 - 4:45而我們現在才開始了解這嚴重性。
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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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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
- Video Language:
- English
- Team:
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- TED-Ed
- Duration:
- 05:00
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