https://bodybydarwin.com
Slider Image

La ciència darrere dels 4 més grans polímers de tots els temps

2020

Aquí a PopSci normalment ens centrem en les novetats més noves en ciència i tecnologia. Però moltes innovacions passades en la ciència dels polímers -estudi dels plàstics i altres materials similars- encara són rellevants i mereixen un reconeixement. Han salvat vides, han mantingut els nadons secs i han fet possibles enormes tancs d’observació de taurons. Alguns tenen noms comercials que han passat a representar tota una classe de productes, com ara Kevlar. Uns altres s’ocupen d’obscuritat. A continuació, es detallen alguns dels materials més importants i es donen a conèixer com els científics els van dissenyar per treballar la seva màgia.

Aplicacions: Lucita, pròtesis, aparadors
Desenvolupat el: 1877

El polimetilmetacrilat és un polímer molt versàtil. Si mai veieu un bloc de plàstic clar, probablement sigui PMMA. Va ser comercialitzat per primera vegada a la dècada de 1930 a Alemanya, i ara es troba a qualsevol lloc on es necessita un material fort i clar. Inclou un "vidre" a prova de bales a la vostra botiga de licors de la cantonada preferida i els enormes dipòsits de taurons de l'aquari de la badia de Monterey. Però el meu ús preferit de PMMA és en l'anomenat "llamp congelat" o escultura de figures de Lichtenberg. Bàsicament, introduïu un tros de PMMA en un accelerador d’electrons, tireu un munt d’electrons al plàstic fins que tingui uns dos milions de volts de càrrega i, a continuació, toqueu el costat del plàstic amb una mica de filferro i mireu com passaven rajos de llamps. dins del plàstic clar.

Aplicacions: bolquers
Desenvolupat a la dècada de 1960

Aleshores, els bolquers eren de tela. Sovint, els bolquers de tela es van omplir amb fils de fibres absorbents naturals. Aleshores, els científics del polímer van descobrir que podrien fabricar hidrogels com l’àcid poliacrílic que absorbeixen moltes vegades el seu propi pes d’aigua. Va trigar aproximadament dues dècades, però els superabsorbers de polímer van debutar en bolquers a mitjans dels anys 80. Els superabsorbidors són de vegades (però no sempre) polielectrolits, el que significa que els grups laterals de les cadenes de polímers es carreguen positivament o negativament. Això ajuda a les cadenes a associar-se a líquids polars com l’aigua.

Aplicacions: Armilles impermeables i roba ignífuga respectivament
Desenvolupat a: principis dels anys seixanta (Nomex); 1965 (Kevlar)

Kevlar i Nomex són dos polímers que pertanyen a una classe de compostos anomenats aramides: les poliamides aromàtiques. Els àramides tenen enllaços químics especialment forts, i els científics de materials exploten aquesta força quan creen fibres resistents als impactes i al foc dels polímers. Per exemple, les fibres de Kevlar són especialment fortes perquè totes les cadenes de polímer s’alineen, una al costat de l’altra, durant la filatura de fibres. Nomex té un lleuger escorcoll a la cadena de polímer, cosa que significa que les fibres fabricades a partir d’aquest no es poden alinear perfectament i, per tant, seran lleugerament més febles. Ambdues són relativament resistents al foc, però la força de Kevlar pot frenar les bales. A més de les armilles a prova de bales, Kevlar es presenta a les capçaleres de tambor. Nomex s'utilitza en els equips de protecció dels bombers.

Aplicació: Shrinky Dinks
Desenvolupat el: 1839

Els menjars retrets són fantàstics. Pintar unes tires de plàstic, introduïu-les al forn i mireu-les plegant sobre elles mateixes. Resulta que aquests articles de dia plujós estan elaborats amb el mateix polímer que les copes de poliestirè: el poliestirè. El poliestirè, que es va comercialitzar per primera vegada a Alemanya el 1931 (el poliestirè no es va desenvolupar fins al 1954 als Estats Units), és un polímer molt versàtil i se’n produeixen milions de tones anuals. Un Shrinky Dink comença com una làmina de poliestirè presionat i aplanat a prop del punt de fusió. Això obliga les cadenes de polímers a estirar i alinear-se. La làmina es refreda i les cadenes de polímer es congelen al seu lloc (penseu-hi com a estirar un Slinky i subjectar-lo). Quan llenceu un Shrinky Dink al forn, la làmina de polímer s’escalfa i les cadenes de polímer comencen a moure’s. Quan estigui prou calent, totes les cadenes de polímer es retrocedeixen, fent que la làmina de polímer es redueixi, de la mateixa manera que un Slinky s’hi ajuntarà quan deixeu anar. Científics de la Northwestern University van aprofitar recentment aquesta propietat per crear superfícies nanopaternades. Per aconseguir estructures reals, realment molt juntes, van utilitzar els poliestirè estirat i els punts impresos a la superfície. A continuació, es van escalfar la xapa, que es va encongir, creant una matriu de densitat molt alta.

El mutant nuclear continua evolucionant

El mutant nuclear continua evolucionant

Els nous horitzons resoldran aviat un misteri sobre un objecte que passava a mil milions de quilòmetres per sobre de Plutó

Els nous horitzons resoldran aviat un misteri sobre un objecte que passava a mil milions de quilòmetres per sobre de Plutó

Megapíxels: L'huracà Florència fa el sol per arribar a la costa est en aquesta èpica foto de satèl·lit

Megapíxels: L'huracà Florència fa el sol per arribar a la costa est en aquesta èpica foto de satèl·lit