Polymerer
Långa kolkedjor är extremt viktiga för tillverkning av många material. Diamanten är en av de mest hållbara kolstrukturer som finns. Är det inte märkligt hur en slipad diamant skimrar, jämfört med en bit kol?
Transkription97 repliker · 5:44
Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.
Klicka på en replik för att höra den.
Polymerer är något som är oerhört viktigt och finns överallt omkring oss.
Men vad är polymerer?
Jo, det är när små molekyler av samma sort eller flera olika sorter, man kallar dem för monomerer, binder ihop sig till långa kedjor eller grenverk.
Då kallar man dem för polymerer. Poly kommer från grekiska och betyder många.
Och mono borde då vara en?
Just det. Och då kan man ju undra, vad blir det för effekt av dessa väldigt stora molekyler?
Jo, de får i allmänhet intressanta mekaniska egenskaper och vi känner också till dem i vårt vardagsliv som plaster, trä, cellulosat och trä ger dess styrka.
Och även proteinerna i våra kroppar är polymerer.
Jaha.
Man kan väl säga som så att polymererna är en smart lösning på hur man ska bygga upp komplexa strukturer.
Livsformer behöver bara ha ett fåtal aminosyror, 20 stycken ungefär då när det gäller människor och högre livsformer.
Och sen binder man ihop dem till proteiner.
Man har en ryggrad så att säga där de binds samman som är likadan för alla aminosyror.
Och sen på den sitter andra kemiska grupper som ger proteinet just de egenskaper det här proteinet behöver ha.
Lite grann som Lego kanske?
Det kan man säga.
Dessutom så kan man ju binda ihop sockerarter på ett liknande sätt.
Då får man polysaccharider, även känd som stärkelser.
Jaha. Var hittar man dem bortsett från i mjöl?
Ja, den mest kända polysacchariden är ju egentligen cellulosa.
Det som ger trädets styrka.
Finns inte det i papper också?
Just det. Papper är egentligen trä man har malt ner så att man har fått fiber utav cellulosa som då bildar en struktur.
Det intressanta med polymererna är ju då att de är ofta långa kedjor.
Och de här kedjorna trasslar lätt ihop sig med varandra.
Och då kan man få ganska starka material.
De kan också lägga sig sida vid sida och bli lite kristallina.
Vilket innebär?
Det innebär att de har en regelbundet struktur.
Och kristallinska material, de är almhet ganska hårda.
Men de blir också lätt spröda.
Utsätt man för stor kraft så bryts de sönder.
Medan däremot ett amorft trassel där det inte finns någon ordning.
Där är det långa kedjor som nystar ihop sig till en väv.
Ja, de blir sega.
Vad betyder amorft?
Det är alltså utan form.
Det finns ganska många material som saknar en regelbundet struktur.
Till exempel glaser.
Men även många plaster vi använder i amorfa.
Till exempel?
Ja, polyetenplast är ju ett typiskt exempel.
Den består av långa kedjor av polyeten som uppstår när man tar etenmolekyler och låter dem binda ihop sig till en enda lång kedja.
Den nystar sedan ihop sig till en massa som får de här egenskaperna som passar för polyetenplasten.
Finns det några fler olika polymerer?
Det finns många.
Proteinerna som sagt var, det finns ju specialfall där som till exempel silke.
Silke är ett polymer?
Just det. Det är ett protein som avsöndras utav silkeslarverna.
Och även spindlar producerar ju sin form av silke som är oerhört starkt.
Just genom att det innehåller både kristallinska och amorfa segment.
Jaha.
Sen så kan man ju då göra konstgjorda polymerer på olika sätt.
Finessen är att genom att reglera hur många monomerer som binds ihop till en kedja så kan man ju bestämma egenskaperna.
Ja.
Dessutom så kan man lägga på sidokedjor vilket ger ytterligare egenskaper.
För att de hakar i varandra?
Mm.
En möjlighet är ju att istället för att det blir en lång kedja så får man ett helt nätverk.
Och då kan man till exempel få fram geler som då tar och håller inne vatten.
Eller en starkt korslänkade polymerer vilket gör att de blir ganska temperaturbestända.
De kan inte smälta.
Vad händer med dem om man värmer dem då?
Ja.
Värmer man tillräckligt mycket så bryts ju molekylerna sönder och de går sönder.
Så att det här är problem då när man ska återvinna dem.
Den första typen av sådant polymer man gjorde det var ju när man började vulkanisera naturgummi.
Naturgummi är långa kedjor av en typ av polymer.
Men när man tillsätter svavel så bildar svavelet korslänkar och man får en stor stel men elastisk struktur.
Det är det man har i bildäck va?
Mm.
Det stämmer.
Det blir ju därigenom mer slitstarkt.
Dessutom så kan man ju hålla på och laborera med olika typer av monomerer för att få olika typer av grening.
Man har till exempel framställt vad man kallar dendromerer.
Vad är det?
Ja det kommer från grekens dendros, träd.
De grenar ut sin trädstruktur så det blir en bolle som har väldigt stor yta.
Jaha.
Och det här kan man naturligtvis göra intressanta saker med.
De kan till exempel hålla uppe syratomen rätt bra.
Så man funderar på att använda dem till konstgjort blod.
En annan grupp polymerer som har intressanta egenskaper det är silikonerna.
Är det också polymerer?
Det stämmer.
De flesta polymerer man talar om brukar ju vara baserade på kol.
Eftersom kol gärna bildar långa kedjor och strukturer.
Men silikoner är baserat istället på kisel och syre.
De ligger omlåt.
Först en kiselatom, bunden med en syratom till nästa kiselatom och så vidare.
De är helt oorganiska och eftersom de här bindningarna mellan kisel och syre kan så att säga stämma.
Saxen smula så kan de bli väldigt elastiska.
Och genom att bestämma strukturen kan man också göra så att det fungerar alltifrån smörjmedel till tätningsmaterial.
Oj, många olika användningsområden.
Oj ja, när polymerer är en enkel idé som kan användas det oerhört mycket.
Man kan ju variera de mer oändliga.
Vilket också man ser i plastindustrin eller våra celler.