Cos'È Un Polimero?

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I polimeri sono materiali composti da lunghe catene ripetute di molecole. Esistono polimeri naturali e sintetici, tra cui proteine ​​e gomma, vetro ed epossidici.

I polimeri sono materiali composti da lunghe catene ripetute di molecole. I materiali hanno proprietà uniche, a seconda del tipo di molecole legate e del modo in cui sono legate. Alcuni polimeri si piegano e si allungano, come gomma e poliestere. Altri sono duri e resistenti, come resine epossidiche e vetro.

I polimeri toccano quasi ogni aspetto della vita moderna. È probabile che la maggior parte delle persone sia stata in contatto con almeno un prodotto contenente polimeri - dalle bottiglie d'acqua ai gadget ai pneumatici - negli ultimi cinque minuti.

Il termine polimero è spesso usato per descrivere la plastica, che sono polimeri sintetici. Tuttavia, esistono anche polimeri naturali; gomma e legno, ad esempio, sono polimeri naturali costituiti da un semplice idrocarburo, l'isoprene, secondo l'Enciclopedia Britannica. Le proteine ​​sono polimeri naturali costituiti da amminoacidi e gli acidi nucleici (DNA e RNA) sono polimeri di nucleotidi - molecole complesse composte da basi contenenti azoto, zuccheri e acido fosforico, per esempio.

Reazioni chimiche

Hermann Staudinger, professore di chimica organica presso l'Eidgenössische Technische Hochschule (Università di scienze applicate) di Zurigo, è il padre del moderno sviluppo dei polimeri. La sua ricerca negli anni '20 ha aperto la strada a moderne manipolazioni di polimeri sia naturali che sintetici. Ha coniato due termini chiave per la comprensione dei polimeri: polimerizzazione e macromolecole, secondo l'American Chemical Society (ACS). È stato insignito del premio Nobel per la chimica nel 1953 "per le sue scoperte nel campo della chimica macromolecolare".

La polimerizzazione è il metodo per creare polimeri sintetici combinando molecole più piccole, chiamate monomeri, in una catena tenuta insieme da legami covalenti, secondo ThoughtCo, una risorsa educativa online. Varie reazioni chimiche - quelle causate dal calore e dalla pressione, per esempio - alterano i legami chimici che tengono insieme i monomeri, secondo Scientific American. Il processo fa sì che le molecole si leghino in una struttura lineare, ramificata o di rete, producendo polimeri.

Queste catene di monomeri sono anche chiamate macromolecole. La maggior parte delle catene polimeriche ha una catena di atomi di carbonio come una spina dorsale. Una singola macromolecola può consistere di centinaia di migliaia di monomeri, secondo il Polymer Science Learning Center.

Usi di polimeri

I polimeri sono usati in quasi ogni area della vita moderna. Sacchetti di generi alimentari, bibite e bottiglie d'acqua, fibre tessili, telefoni, computer, imballaggi alimentari, ricambi auto e giocattoli contengono tutti polimeri.

La tecnologia ancora più sofisticata utilizza polimeri. Ad esempio, "le membrane per la desalinizzazione dell'acqua, i trasportatori utilizzati nel rilascio controllato di farmaci e i biopolimeri per l'ingegneria dei tessuti usano tutti i polimeri", secondo l'ACS.

I polimeri popolari per la produzione includono polietilene e polipropilene. Le loro molecole possono comprendere da 10.000 a 200.000 monomeri.

Durante una reazione di polimerizzazione, un gran numero di monomeri viene collegato mediante legami covalenti per formare una singola molecola lunga, un polimero.

Durante una reazione di polimerizzazione, un gran numero di monomeri viene collegato mediante legami covalenti per formare una singola molecola lunga, un polimero.

Credito: LibreTexts

Futuro di polimeri

I ricercatori stanno sperimentando diversi tipi di polimeri, con l'obiettivo di sviluppare ulteriormente la medicina e migliorare i prodotti che già utilizziamo.

Ad esempio, i polimeri di carbonio vengono sviluppati e migliorati per l'industria automobilistica.

"I compositi polimerici rinforzati con fibra di carbonio (CFRP) - chiamati anche laminati in fibra di carbonio - sono i materiali di prossima generazione per rendere le automobili più leggere, più efficienti e più sicure", secondo una colonna 2016 di WordsSideKick.com di Nikhil Gupta, un associato professore e Steven Zeltmann, studente ricercatore, sia nel Laboratorio di materiali compositi che in quello di meccanica del dipartimento di ingegneria meccanica e aerospaziale della Tandon School of Engineering della New York University. "Il laminato di carbonio è estremamente forte e rigido a causa dei suoi strati intrecciati di fibre di carbonio quasi pure legate insieme da una plastica indurita, come la resina epossidica." [Il futuro del carbonio-fibra: è più di velocità]

Anche i polimeri vengono utilizzati per migliorare gli ologrammi. Gli scienziati dell'Università della Pennsylvania hanno creato un ologramma su materiale polimerico flessibile chiamato PDMA che è stato incorporato con nanorod oro, secondo uno studio pubblicato online all'inizio del 2017 nella rivista Nano Letters. Questo nuovo dispositivo ologramma può contenere diverse immagini invece di una sola.

"La domanda che ci poniamo è: 'Possiamo codificare più bit di informazioni in un ologramma?'" Ha dichiarato a WordsSideKick.com Ritesh Agarwal, leader della ricerca e professore di scienze dei materiali e ingegneria presso l'Università della Pennsylvania. "È un lavoro importante, perché è la prima volta che qualcuno mostra di poter registrare più immagini olografiche, e semplicemente stirando il polimero, puoi sostanzialmente cambiare l'immagine".

La pelle artificiale fatta di un polimero siliconico potrebbe essere il futuro degli sforzi anti-invecchiamento. Nella forma di due creme, il polimero può essere in grado di stringere la pelle di una persona, ridurre la comparsa di rughe e ridurre le borse sotto gli occhi, secondo uno studio pubblicato a maggio 2016 sulla rivista Nature Materials. Tale pelle artificiale può anche essere utilizzata per aiutare quelli con le condizioni della pelle, come l'eczema, o essere usato come blocco solare.

"Siamo entusiasti, è un materiale nuovo di zecca", ha dichiarato a WordsSideKick.com il coautore dello studio Robert Langer, professore al Massachusetts Institute of Technology.

Risorse addizionali

  • Polymer Science Learning Center
  • ThoughtCo.: Che cos'è un polimero?
  • Diario dei polimeri: nanotecnologie polimeriche - nanocompositi
  • Scientific American: come sono fatti i polimeri?
Cos'È Un Polimero?

FAQ - 💬

❓ Che cosa si intende per polimero?

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❓ Quali sono i polimeri esempi?

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❓ Come viene detto un polimero?

👉 Un polimero viene detto "reticolato" se esistono almeno due cammini diversi per collegare due punti qualsiasi della sua molecola; in caso contrario viene detto "ramificato" o "lineare", a seconda che sulla catena principale siano innestate o meno catene laterali.

❓ Qual è la conformazione di un polimero?

👉 La conformazione di un polimero indica quindi il profilo o la forma di una molecola, che può essere modificata dalla rotazione degli atomi intorno ai legami covalenti semplici. Il legame tra atomi di carbonio, ad esempio, ha un angolo di 109,5° dovuto alla struttura geometrica tetraedrica.

❓ Quali sono le proprietà dei polimeri?

👉 Proprietà dei polimeri. Le proprietà dei polimeri sono suddivise in varie classi in base alla scala e al fenomeno fisico a cui fanno riferimento. In particolare, queste proprietà dipendono principalmente dagli specifici monomeri costituenti e dalla microstruttura del polimero stesso.

❓ Come avviene la caratterizzazione dei polimeri?

👉 Caratterizzazione dei polimeri. La caratterizzazione dei polimeri avviene tramite l'utilizzo di numerose tecniche standardizzate dall'ASTM, SPI e SPE, tra cui (accanto a ciascuna tecnica s'indicano le grandezze misurate): analisi dei gruppi terminali: peso molecolare medio numerico;


Supplemento Di Video: I monomeri e la reazione di polimerizzazione - I polimeri sintetici e le loro proprietà.




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