https://bodybydarwin.com
Slider Image

Videnskaben bag 4 af de største polymere gennem tidene

2021

Her på PopSci fokuserer vi normalt på de nyeste innovationer inden for videnskab og teknologi. Men mange tidligere innovationer inden for polymervidenskab - studiet af plast og andre lignende materialer - er stadig relevante og fortjener anerkendelse. De har reddet liv, holdt babyer tørre og gjort store observationsbeholdere til haj mulige. Nogle har handelsnavne, der fortsat repræsenterer en hel klasse af produkter, såsom Kevlar. Andre lurer i uklarhed. Her er nogle af de vigtigste materialer og et glimt af, hvordan forskere designet dem til at udføre deres magi.

Anvendelser: Lucit, proteser, akvarievinduer
Udviklet i: 1877

Polymethylmethacrylat er en meget alsidig polymer. Hvis du nogensinde ser en klar plastblok, er det sandsynligvis PMMA. Det blev først kommercialiseret i 1930'erne i Tyskland og findes nu overalt, hvor man har brug for klart, stærkt materiale. Dette inkluderer skudsikkert "glas" i din yndlingshjørnebutik og de enorme hajtanke på Monterey Bay Aquarium. Men min foretrukne brug af PMMA er i såkaldt "frosset lyn" eller Lichtenberg-figurskulptur. Grundlæggende sætter du en del af PMMA i en elektronaccelerator, fyr en masse elektroner ind i plasten, indtil den har omkring to millioner volt ladning, rør derefter på siden af ​​plastikken med en smule tråd og se som bolte med lynskærespor inde i den klare plast.

Anvendelser: Ble
Udviklet i: 1960'erne

Tilbage i dagen blev bleer lavet af klud. Ofte blev disse klud bleer fyldt med puder af naturlige absorberende fibre. Derefter opdagede polymerforskere i 1960'erne, at de kunne fremstille hydrogeler som polyacrylsyre, der optager mange gange deres egen vægt af vand. Det tog omkring to årtier, men polymersuperabsorber debuterede i bleer i midten af ​​80'erne. Superabsorber er undertiden (men ikke altid) polyelektrolytter, hvilket betyder, at sidegrupperne på polymerkæderne er positivt eller negativt ladede. Det hjælper kæderne med at assosiere med polære væsker som vand.

Anvendelser: Bulletæt veste henholdsvis brandsikkert tøj
Udviklet i: begyndelsen af ​​1960'erne (Nomex); 1965 (Kevlar)

Kevlar og Nomex er to polymerer, der hører til en klasse af forbindelser kaldet aramider - aromatiske polyamider. Aramider har særlig stærke kemiske bindinger, og materialeforskeren udnytter denne styrke, når de opretter slag- og brandbestandige fibre fra polymererne. F.eks. Er Kevlar-fibre især stærke, fordi alle polymerkæderne er rettet ind, den ene lige ved siden af ​​den anden, under fiberspinding. Nomex har et let knæk i polymerkæden, hvilket betyder, at fibre, der er fremstillet deraf, ikke kan samles perfekt, og dermed vil være lidt svagere. Begge er relativt brandsikre, men Kevlars styrke kan stoppe kugler. Ud over skudsikre veste dukker Kevlar op i snare tromlehoveder. Nomex bruges i brandmandskabernes beskyttelsesudstyr.

Anvendelse: Shrinky Dinks
Udviklet i: 1839

Shrinky Dinks er fantastisk. Farve nogle strimler af plastik, pop dem i ovnen og se dem foldes op på sig selv. Det viser sig, at disse regnfulde dagsgenstande er lavet af den samme polymer som Styrofoam-kopper: polystyren. Polystyren, der først blev kommercialiseret i Tyskland i 1931 (styrofoam blev ikke udviklet før i 1954 i USA), er en meget alsidig polymer, og der produceres millioner af tons årligt. En Shrinky Dink starter som et ark af polystyren, der er blevet presset og udfladet, mens det er tæt på smeltepunktet. Dette tvinger polymerkæderne til at strække sig ud og stille op. Arket afkøles, og polymerkæderne fryses på plads (tænk på det som at strække en Slinky ud og holde den). Når du kaster en Shrinky Dink i ovnen, varmes polymerarket op, og polymerkæderne begynder at bevæge sig rundt. Når de er varme nok, samles alle polymerkæderne op igen, hvilket får polymearket til at krympe, ligesom en Slinky vil trække sig sammen, når du slipper. Forskere ved Northwestern University udnyttede for nylig denne egenskab til at skabe nanopatternerede overflader. For at få strukturer virkelig, virkelig tæt sammen, brugte de de strakte polystyren og trykte prikker på overfladen. Derefter opvarmede de arket, som skrumpede, hvilket skabte en meget høj tæthed række prikker.

At opbygge god mobilnavigation er super hårdt.  Så hvorfor prøver Uber det?

At opbygge god mobilnavigation er super hårdt. Så hvorfor prøver Uber det?

Wifi-puder og smarte hårbørster gør CES til en botnet-drøm

Wifi-puder og smarte hårbørster gør CES til en botnet-drøm

Slanke, kødfulde læber, der drypper af snørr, hjælper disse fisk med at spise stikkende koraller

Slanke, kødfulde læber, der drypper af snørr, hjælper disse fisk med at spise stikkende koraller