|
 Pada tahun 1861, peristiwa luar biasa berlaku - bahan seperti gula mula-mula dicipta di tabung uji ahli kimia!
Tidak perlu dinyatakan mengenai kepentingan acara ini? Penduduk dunia meningkat dua kali ganda setiap 60-100 tahun. Dia memerlukan lebih banyak makanan. Untuk ini, tanah baru dibajak, penangkapan ikan sedang diperbaiki, dan sebagainya. Dan kemudian Butlerov mendapat gula dengan merawat formaldehid dengan air kapur. Mengapa terus mengusahakan tanaman tebu dan bit gula? Makanan - gula pertama, kemudian protein - boleh dibuat secara buatan!
Tetapi jika anda mencari makanan buatan sekarang, anda tidak akan menjumpainya, walaupun satu abad telah berlalu sejak sintesis gula. Ahli kimia mendapat kad yang keliru ... Namun, janganlah kita mendahului diri kita sendiri.
 Dalam matematik, dua selalu dua, tetapi dalam kimia organik, dua molekul terdiri daripada atom yang sama, dalam urutan yang sama, tidak semestinya setara antara satu sama lain. Dan "pelakunya" ini adalah struktur spasial molekul.
Apa ini? Anda mempunyai lima jari di kedua tangan anda. Pesanan mereka sama. Tetapi cuba, setelah mencampurkan sarung tangan, letakkan yang kiri di tangan kanan. Struktur ruang adalah yang membezakan kiri dari kanan.
Molekul polimer - rantai gergasi unit individu molekul kecil yang disebut monomer - berorientasikan ketat di ruang yang saling berkaitan dan dalam hal ini seperti sarung tangan. Sebilangan molekul ini memberikan ciri spasial mereka kerana sebahagiannya, apabila dipusingkan, putar sinar cahaya terpolarisasi ke kanan, sementara yang lain - ke kiri. Tubuh haiwan dan manusia hanya terdiri daripada molekul protein levorotatory. Molekul dextrorotatory tidak diserap oleh badan. Mereka "tidak boleh dimakan" untuknya. Dan kerana produk sintetik adalah campuran molekul kanan dan levorotatory, maka ...
Ternyata tidak cukup untuk mendapatkan bahan yang diperlukan. Juga perlu untuk membuang seni bina setiap molekul. Sehingga setiap kumpulan atom dalam molekul menempati tempat yang jelas di ruang. Dan jika peraturan ini tidak dipatuhi walaupun membuat bahan polimer teknikal, hasilnya mengecewakan.
Jadi, sebagai contoh, terdapat polistirena dan polisterin. Polistirena, dari mana banyak barang keperluan rumah dibuat sekarang, adalah amorf. Struktur molekulnya seperti belukar yang tidak dapat ditembusi, di mana batang, cabang, akar dicampur dalam keadaan berantakan.
 Tetapi jika molekul polistirena berorientasi di ruang angkasa, disusun dalam urutan yang ketat, seperti tanaman yang disemai dengan cara bersarang persegi, maka polistirena semacam itu akan sangat sedikit seperti namanya yang "tidak tersusun". Sekiranya polistirena amorf mempunyai titik lebur 80 darjah, maka polistirena "teratur" (molekul bahan semacam itu disebut stereoregular) - 240 darjah. Beza! Selain itu, polimer stereoregular dua kali lebih kuat.
Sangat mudah untuk membayangkan apa yang akan dilakukan oleh ekonomi negara sekiranya kilang hanya menghasilkan polimer biasa stereo! Dan berapa banyak kemungkinan penggantian produk semula jadi akan meningkat dengan produk sintetik!
Tetapi molekul bukanlah rumah, dan zat bukanlah kota yang boleh anda bina sesuka hati. Sukar untuk membayangkan "perancah" bagi masing-masing trilion molekul.
Inilah sebabnya mengapa semua usaha mendapatkan polimer stereoregular tulen tidak begitu memberangsangkan. Dalam kes terbaik, dengan bantuan pemangkin khas, adalah mungkin untuk mendapatkan campuran di mana lapan puluh peratus molekul berorientasi, dan dua puluh berada dalam keadaan tidak beres. Molekul-molekul "tidak teratur" ini segera merosakkan kualiti bahan.
Sudah jelas bahawa bahan-bahan masa depan tidak dapat diperoleh dengan menggunakan kaedah lama; cara baru harus dicari.Pada satu masa di makmal Institut Penyelidikan Petrokimia Sintesis Akademi Sains USSR mereka menemui salah satu cara untuk melakukannya.
Di sini mereka berjaya membina "perancah" untuk pemasangan molekul polimer stereoregular. Tetapi molekul ini sendiri tidak dapat dilihat walaupun dalam mikroskop elektron.
"Perancah" ternyata molekul bahan lain - urea.
Secara sederhana, kita boleh mengatakan bahawa molekul urea mempunyai bentuk segi empat sama. Semasa penghabluran urea tulen, kotak dihubungkan secara berpasangan, membentuk rombus.
Tetapi, berinteraksi dengan hidrokarbon (yang merupakan monomer), molekul urea bergabung bukan dalam dua, tetapi dalam tiga. Heksagon terbentuk, yang "menangkap" molekul monomer.
 Seperti larva di sarang lebah, molekul monomer kini terletak pada kristal urea. Mereka terletak di dalam kisi kristal dalam urutan yang ketat, menempati kedudukan tertentu di ruang angkasa. Sekiranya kita sekarang "memautkan" monomer satu sama lain, iaitu menghubungkannya dengan ikatan kimia, maka polimer stereoregular sudah siap ...
"Pautan silang" monomer dilakukan dengan penyinaran. Mikropartikel radiasi membangkitkan larva monomer, menjadikannya seolah-olah berpegangan tangan. Pempolimeran penyinaran dapat dilakukan dalam beberapa saat, sementara dengan pemangkin memerlukan waktu berjam-jam. Ia boleh dilakukan dalam jumlah jirim, selagi daya pemancar mencukupi.
Perancah logam yang baik setelah akhir pembinaan dibongkar dan dibawa ke pembinaan baru. Jadi di sini. Apabila pempolimeran selesai, urea dilarutkan dalam air dan polimer tulen diperoleh, dan urea sekali lagi dapat digunakan sepenuhnya untuk proses yang sama.
Pada kisi kristal urea, hanya monomer yang dapat berpolimerisasi, yang diletakkan di dalam saluran yang dibentuk oleh segi enam molekulnya. Tetapi bukan sahaja urea dapat berinteraksi dengan hidrokarbon dengan cara ini. Kini para saintis mencari bahan yang, mengkristal, membentuk saluran dengan ukuran dan bentuk yang berbeza dan, oleh itu, dapat berfungsi sebagai "perancah" untuk pelbagai bahan polimer.
Molekul dengan seni bina yang diberikan ... Bahan yang dibina mengikut cetak biru ... Ini adalah langkah besar dalam bidang kimia.
Gavrilova N.V.
|
