五种聚合物材料让“明日世界”不再遥远
2015-03-12 11:35:46 作者:温蕊来源:

       自从全合成材料萌芽初现,相关的研发进展已达到了材料史上空前的地步。就像尼龙纤维已在我们的生活中无处不在,今天我们将介绍塑造全新未来的五类聚合物。



波音“梦幻客机”的内部:从这里我们能够看到未来高分子聚合物的身影

 
       1940年的纽约世博会被称为史上最伟大的世博会之一,在“明日世界”中,人们第一次见识了世界上第一种全部由人工合成的纤维——尼龙。
 
       由编织机演示的将尼龙缝制到连裤袜里面,就像两个模型机展示了一场面料的拉锯战。尼龙是由华莱士·卡罗瑟斯(Wallace Carothers)领导的杜邦公司的科研机构于此四年之前研制成功,在世博会上作为新的针织类产品面市。“全部由诸如煤炭、水和空气这类常用原材料制成”的细丝,却有如钢铁般的力量。
 
      仅在第一年,杜邦公司就售出6千4百万双尼龙丝袜,它的面市取得了巨大的成功。尽管有时不那么时髦或者实用,但相比那些蚕丝之类的自然产品,尼龙因为有着更为优越的质量,从而在许多方面被投入使用。时至今日,尼龙仍然被广泛应用于纤维织物、家居装饰用品、体育用品、乐器的弦和汽车零部件中。



尼龙像iPhone一样畅销

 
      针对某一特定的用途,化学家们新发现的催化剂和新研发的合成方法,用以帮助小分子正确地契合到聚合物的长链中。如我们平时制作地毯所使用的聚丙烯纤维,以及各种坚硬的用于制作塑料瓶的聚乙烯。
 
      物理学家、材料学家和工程师们也设计出新的处理方法和新技术来提高性能,用以生产出像凯夫拉(kevlar)一样的超级牢固的物质。
 
      不容置疑,我们在同一时间内的要求会越来越多。希望产品在进一步提高我们的生活质量的同时,其用料和技术都能够走向节能、可持续发展和减少全球性的污染。这是一个挑战。
 
 
1. 生物塑料(Bioplastics)

       众所周知,不能被降解的塑料是一种常见的环境污染来源。更糟糕的是,这些我们称之为单体的塑料的构件,来自不能再生的远古的原油。
 
      感谢在生产过程中使用的酶和催化剂,它们使得这种情况开始发生改变。未来极有可能将诸如沼气等可再生能源转化为制造塑料和合成橡胶的主要构件。



长在树上的塑料杯
 

      由于保存了化石原料,这些材料将变得可持续,但这只是解决了部分问题。除非它们也能够被生物降解,否则,对于环境来说它们仍然是一个问题。