From DNA to Silly Putty: The diverse world of polymers - Jan Mattingly

Από το DNA ως τη Χλαπάτσα, στον ποικίλο κόσμο των πολυμερών - Τζαν Μάττινγκλι

Μετάφραση: Stefanos Reppas Επιμέλεια: Toula Papapantou

What do silk,

Τι κοινό έχουν το μετάξι,

DNA,

wood,

το DNA,

το ξύλο,

balloons,

τα μπαλόνια

and Silly Putty all have in common?

και η Χλαπάτσα;

They're polymers.

Είναι πολυμερή.

Polymers are such a big part of our lives

Τα πολυμερή αποτελούν τόσο μεγάλο μέρος της ζωής μας

that it's virtually impossible

που είναι σχεδόν αδύνατο

to imagine a world without them,

να φανταστούμε ένα κόσμο χωρίς αυτά,

but what the heck are they?

αλλά τι στο καλό είναι;

Polymers are large molecules

Τα πολυμερή είναι μεγάλα μόρια

made of small units called monomers

που σχηματίζονται από μικρές ενώσεις που ονομάζονται «μονομερή»,

linked together like the railroad cars from a train.

συνδεδεμένες μεταξύ τους, όπως τα βαγόνια μιας αμαξοστοιχίας.

Poly means many,

«Πόλυ» σημαίνει πολλά,

and mono means one,

και «μόνο» σημαίνει ένα

and mers or mero means parts.

και «μερή» σημαίνει κομμάτια.

Many polymers are made by repeating

Πολλά πολυμερή σχηματίζονται επαναλαμβάνοντας

the same small monomer over and over again

το ίδιο μικρό μονομερές, ξανά και ξανά,

while others are made from two monomers

ενώ άλλα σχηματίζονται από δύο μονομερή

linked in a pattern.

συνδεόμενα σε ένα μοτίβο.

All living things are made of polymers.

Όλα τα ζωντανά όντα αποτελούνται από πολυμερή.

Some of the organic molecules in organisms

Κάποια από τα οργανικά μόρια στους οργανισμούς

are small and simple,

είναι μικρά κι απλά,

having only one of a few functional groups.

έχοντας μόνο μία από μερικές λειτουργικές ομάδες.

Others, especially those that play structural roles

Άλλα, ειδικά εκείνα που αναλαμβάνουν διαρθρωτικούς ρόλους

or store genetic information,

ή αποθηκεύουν γενετικές πληροφορίες

are macromolecules.

είναι μακρομόρια.

In many cases, these macromolecules are polymers.

Σε πολλές περιπτώσεις, αυτά τα μακρομόρια είναι πολυμερή.

For example, complex carbohydrates

Για παράδειγμα, ο σύνθετοι υδατάνθρακες

are polymers of simple sugars,

είναι πολυμερή των απλών σακχάρων,

proteins are polymers of amino acids,

οι πρωτεΐνες είναι πολυμερή των αμινοξέων

and nucleic acids, DNA and RNA,

και τα νουκλεϊκά οξέα, DNA και RNA,

which contain our genetic information,

που περιέχουν τις γενετικές μας πληροφορίες,

are polymers of nucleotides.

είναι πολυμερή των νουκλεοτιδίων.

Trees and plants are made

Τα δέντρα και τα φυτά αποτελούνται

of the polymer cellulose.

από το πολυμερές κυτταρίνη.

It's the tough stuff you find in bark and stems.

Είναι το σκληρό πράγμα που θα βρείτε στο φλοιό και στους μίσχους.

Feathers,

Τα φτερά,

fur,

hair,

το τρίχωμα,

τα μαλλιά

and fingernails

και τα νύχια

are made up of the protein keratin,

αποτελούνται από την πρωτεΐνη κερατίνη,

also a polymer.

επίσης ένα πολυμερές.

It doesn't stop there.

Δεν σταματά εκεί.

Did you know that the exoskeletons

Γνωρίζατε ότι οι εξωσκελετοί

of the largest phylum in the animal kingdom,

της μεγαλύτερης συνομοταξίας στο ζωικό βασίλειο,

the arthropods,

των αρθρόποδων,

are made of the polymer chitin?

αποτελούνται από το πολυμερές χιτίνη;

Polymers also form the basis

Τα πολυμερή αποτελούν επίσης την βάση

for synthetic fibers, rubbers, and plastics.

για τις συνθετικές ίνες, το καουτσούκ και τα πλαστικά.

All synthetic polymers are derived from petroleum oil

Όλα τα συνθετικά πολυμερή προέρχονται από το πετρέλαιο

and manufactured through chemical reactions.

και κατασκευάζονται μέσω χημικών αντιδράσεων.

The two most common types of reactions

Οι δύο πιο κοινοί τύποι αντιδράσεων

used to make polymers

που χρησιμοποιούνται για να σχηματίσουν πολυμερή

are addition reactions

είναι οι αντιδράσεις πολυπροσθήκης

and condensation reactions.

και πολυσυμπύκνωσης.

In addition reactions,

Στην αντίδραση πολυπροσθήκης

monomers simply add together to form the polymer.

τα μονομερή απλώς ενώνονται για να σχηματίσουν το πολυμερές.

The process starts with a free radical,

Οι διαδικασία ξεκινά με μία ελεύθερη ρίζα,

a species with an unpaired electron.

ένα χημικό είδος με ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο.

The free radical attacks

Η ελεύθερη ρίζα επιτίθεται

and breaks the bonds to form new bonds.

και διασπά τους δεσμούς για να σχηματισθούν νέοι.

This process repeats over and over

Η διαδικασία επαναλαμβάνεται ξανά και ξανά

to create a long-chained polymer.

μέχρι το σχηματισμό μίας μακράς αλυσίδας πολυμερούς.

In condensation reactions,

Στις αντιδράσεις πολυσυμπύκνωσης

a small molecule, such as water,

ένα μικρό μόριο, όπως το νερό,

is produced with each chain-extending reaction.

παράγεται με κάθε αντίδραση επέκτασης της αλυσίδας.

The first synthetic polymers

Τα πρώτα συνθετικά πολυμερή

were created by accident

δημιουργήθηκαν κατά λάθος

as by-products of various chemical reactions.

ως υποπροϊόντα διαφόρων χημικών αντιδράσεων.

Thinking they were useless,

Νομίζοντας ότι είναι άχρηστα

chemists mostly discarded them.

οι χημικοί, κατά κανόνα, τα απέρριπταν.

Finally, one named Leo Baekeland

Τελικά, κάποιος με το όνομα Λέο Μπέκλαντ

decided maybe his useless by-product

αποφάσισε πως ίσως το άχρηστο υποπροϊόν του,

wasn't so useless after all.

δεν ήταν τόσο άχρηστο, σε τελική ανάλυση.

His work resulted in a plastic

Το έργο του οδήγησε σε ένα πλαστικό

that could be permanently squished into a shape

το οποίο μπορούσε μόνιμα να διαμορφωθεί σε ένα σχήμα

using pressure and high temperatures.

χρησιμοποιώντας πίεση και υψηλές θερμοκρασίες.

Since the name of this plastic,

Από τότε η ονομασία αυτού του πλαστικού,

polyoxybenzylmethylenglycolanhydride,

πολυ-βενζυλ-μεθυλεν-γλυκολικός ανυδρίτης.

wasn't very catchy,

δεν ήταν πολύ ελκυστική

advertisers called it Bakelite.

και οι διαφημιστές την ονόμασαν «Βακελίτη».

Bakelite was made into telephones,

Με το βακελίτη κατασκευάζονται τηλέφωνα,

children's toys,

παιδικά παιχνίδια

and insulators for electrical devices.

και μονωτές για ηλεκτρικές συσκευές.

With its development in 1907,

Με την ανάπτυξή του το 1907,

the plastics industry exploded.

η βιομηχανία των πλαστικών εκτοξεύτηκε.

One other familiar polymer, Silly Putty,

Ένα άλλο γνωστό πολυμερές, η Χλαπάτσα

was also invented by accident.

εφευρέθηκε επίσης κατά λάθος.

During World War II,

Κατά τη διάρκεια του Δευτέρου Παγκοσμίου Πολέμου

the United States was in desperate need

οι Ηνωμένες Πολιτείες ήταν σε απελπιστική ανάγκη

of synthetic rubber to support the military.

συνθετικού καουτσούκ για την υποστήριξη του στρατού.

A team of chemists at General Electric

Μία ομάδα χημικών της εταιρείας Τζένεραλ Ηλέκτρικ

attempted to create one

προσπάθησε να δημιουργήσει ένα

but ended up with a gooey, soft putty.

αλλά κατέληξε σε ένα κολλώδες, μαλακό στόκο.

It wasn't a good rubber substitute,

Δεν ήταν καλό υποκατάστατο καουτσούκ,

but it did have one strange quality:

αλλά είχε ένα παράξενο χαρακτηριστικό:

it appeared to be extremely bouncy.

Φαινόταν ν' αναπηδά εξαιρετικά.

Silly Putty was born!

Γεννήθηκε η Χλαπάτσα!

Synthetic polymers have changed the world.

Το συνθετικό πολυμερές είχε αλλάξει τον κόσμο.

Think about it.

Σκεφτείτε το.

Could you imagine getting through a single day

Θα μπορούσατε να φανταστείτε να περνάτε έστω και μία μέρα

without using plastic?

χωρίς τη χρήση πλαστικού;

But polymers aren't all good.

Αλλά δεν είναι όλα τα πολυμερή καλά.

Styrofoam, for example, is made mainly of styrene,

Το φελιζόλ, για παράδειγμα, παρασκευάζεται, κυρίως, από στυρένιο,

which has been identified as a possible carcinogen

το οποίο έχει χαρακτηριστεί ως πιθανή καρκινογόνος ουσία

by the Environmental Protection Agency.

από την Υπηρεσία Περιβαλλοντικής Προστασίας.

As Styrofoam products are being made,

Όταν κατασκευάζονται τα προϊόντα από φελιζόλ

or as they slowly deteriorate in landfills or the ocean,

ή όταν αυτά αλλοιώνονται με αργό ρυθμό στους χώρους υγειονομικής ταφής ή στον ωκεανό

they can release toxic styrene

μπορούν να απελευθερώσουν τοξικό στυρένιο

into the environment.

στο περιβάλλον.

In addition, plastics that are created

Επιπρόσθετα, πλαστικά που δημιουργούνται

by addition polymerization reactions,

από αντιδράσεις πολυμερισμού προσθήκης,

like Styrofoam,

όπως το Φελιζόλ,

plastic bags,

οι πλαστικές τσάντες

and PVC,

και το PVC,

are built to be durable and food-safe,

έχουν κατασκευαστεί για να είναι ανθεκτικά και ασφαλή για τα τρόφιμα

but that means that they don't break down

αλλά αυτό δε σημαίνει ότι διασπώνται

in the environment.

στο περιβάλλον.

Millions of tons of plastics

Εκατομμύρια τόνοι πλαστικού

are dumped into landfills every year.

απορρίπτονται σε χώρους υγειονομικής ταφής κάθε χρόνο.

This plastic doesn't biodegrade,

Αυτό το πλαστικό δεν είναι βιοδιασπώμενο,

it just breaks down

απλά αποσυντίθεται

into smaller and smaller pieces,

σε όλο και μικρότερα κομμάτια

affecting marine life

επηρεάζοντας την θαλάσσια ζωή

and eventually making their way back to humans.

και τελικά, επιστρέφει στους ανθρώπους.

Polymers can be soft or hard,

Τα πολυμερή μπορεί να είναι μαλακά ή σκληρά

squishy or solid,

ρευστά ή στερεά

fragile or strong.

εύθραυστα ή ανθεκτικά.

The huge variation between

Η τεράστια διακύμανση μεταξύ τους

means they can form

σημαίνει ότι μπορούν να δημιουργήσουν

an incredibly diverse array of substances,

μία απίστευτα μεγάλη ποικιλία ουσιών,

from DNA

από το DNA

to nylon stockings.

μέχρι τις νάιλον κάλτσες.

Polymers are so useful

Τα πολυμερή είναι τόσο χρήσιμα

that we've grown to depend on them every day.

που έχουμε μεγαλώσει εξαρτώμενοι από αυτά κάθε μέρα.

But some are littering

Αλλά κάποια ρυπαίνουν τους ωκεανούς,

our oceans, cities, and waterways

τις πόλεις και τα κανάλια μας

with effects on our health

με επιπτώσεις στην υγεία μας

that we're only beginning to understand.

που μόλις αρχίσαμε να καταλαβαίνουμε.