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

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Boaz Hovav

What do silk,

מה משותף למשי,

DNA,

wood,

DNA,

עץ,

balloons,

בלונים,

and Silly Putty all have in common?

ובצק משחק?

They're polymers.

הם פולימרים.

Polymers are such a big part of our lives

פולימרים הם חלק כל כך גדול בחיינו

that it's virtually impossible

שזה פשוט בלתי אפשרי

to imagine a world without them,

לדמיין עולם בלעדיהם,

but what the heck are they?

אבל מה הם בכלל?

Polymers are large molecules

פולמרים הם מולקולות גדולות

made of small units called monomers

שעשויות מיחידות קטנות שנקראות מונומרים

linked together like the railroad cars from a train.

שמחוברים יחד כמו קרונות רכבת.

Poly means many,

פולי אומר הרבה,

and mono means one,

ומונו אומר אחד,

and mers or mero means parts.

ומרים או מרו אומר חלקים.

Many polymers are made by repeating

הרבה פולימרים עשויים על ידי חזרה

the same small monomer over and over again

על אותו מונומר שוב ושוב ושוב

while others are made from two monomers

בעוד אחרים עשויים משני מונומרים

linked in a pattern.

מחוברים בתבנית מסויימת.

All living things are made of polymers.

כל הדברים החיים עשויים פולימרים.

Some of the organic molecules in organisms

כמה מהמולקולות האורגניות ביצורים חיים

are small and simple,

הן פשוטות וקטנות,

having only one of a few functional groups.

ויש בהן רק אחת מכמה קבוצות פעילות.

Others, especially those that play structural roles

אחרות, בעיקר אלה שמשחקות תפקיד מבני

or store genetic information,

או אוגרות מידע גנטי,

are macromolecules.

הן מקרו מולקולות (מולקולות גדולות).

In many cases, these macromolecules are polymers.

בהרבה מקרים, המקרו מולקולות האלה הן פולימרים.

For example, complex carbohydrates

לדוגמה, פחמימות מורכבות

are polymers of simple sugars,

הן פולימרים של סוכרים פשוטים,

proteins are polymers of amino acids,

חלבונים הם פולימרים של חומצות אמינו,

and nucleic acids, DNA and RNA,

וחומצות גלעין, DNA ו- RNA,

which contain our genetic information,

שמכילות את המידע הגנטי שלנו,

are polymers of nucleotides.

הן פולימרים של נוקלאוטידים.

Trees and plants are made

עצים וצמחים עשויים

of the polymer cellulose.

מהפולימר צלולוז.

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

זה החומר הקשיח שאתם מוצאים בקליפה או גבעולים.

Feathers,

נוצות,

fur,

hair,

פרווה,

שיער,

and fingernails

וציפורניים

are made up of the protein keratin,

עשויים מהחלבון קרטין,

also a polymer.

שגם הוא פולימר.

It doesn't stop there.

זה לא עוצר פה.

Did you know that the exoskeletons

ידעתם שהשלד החיצוני

of the largest phylum in the animal kingdom,

של המשפחה הגדול בממלכת הטבע,

the arthropods,

משפחת פרוקי הרגליים,

are made of the polymer chitin?

עשוי מהפולימר כיטין?

Polymers also form the basis

פולימרים גם יוצרים את הבסיס

for synthetic fibers, rubbers, and plastics.

לסיבים סינטטיים, גומי, ופלסטיק.

All synthetic polymers are derived from petroleum oil

כל הפולימרים הסינטטיים מגיעים מנפט

and manufactured through chemical reactions.

ומיוצרים דרך תגובות כימיות.

The two most common types of reactions

שתיים מהתגובות הכי נפוצות

used to make polymers

שמשמות לייצור פולימרים

are addition reactions

הן תגובות הוספה

and condensation reactions.

ותגובות התעבות.

In addition reactions,

בתגובות הוספה,

monomers simply add together to form the polymer.

מונומרים פשוט מוספים יחד כדי ליצור פולימר.

The process starts with a free radical,

התהליך מתחיל עם רדיקל חופשי,

a species with an unpaired electron.

מין נטול אלקטרון.

The free radical attacks

הרדיקל החופשי תוקף

and breaks the bonds to form new bonds.

ושובר את הקשרים כדי ליצור קשרים חדשים.

This process repeats over and over

התהליך הזה חוזר שוב ושוב

to create a long-chained polymer.

כדי ליצור פולימרים משורשרים ארוכים.

In condensation reactions,

בתגובות עיבוי,

a small molecule, such as water,

מולקולה קטנה, כמו מים,

is produced with each chain-extending reaction.

נוצרת עם כל תגוברה מאריכת שרשרת.

The first synthetic polymers

הפולימרים הסינטטיים הראשונים

were created by accident

נוצרו בטעות

as by-products of various chemical reactions.

כתוצר לוואי של תגובות כימיות שונות.

Thinking they were useless,

כשחשבו שהן חסרות תועלות,

chemists mostly discarded them.

הכימאים בעיקר השליכו אותן.

Finally, one named Leo Baekeland

לבסוף, אדם בשם ליאו ביקלנד

decided maybe his useless by-product

החליט שאולי תוצר הלוואי שלו חסר התועלת

wasn't so useless after all.

לא היה כל כך חסר תועלת אחרי הכל.

His work resulted in a plastic

תוצאת העבודה שלו היתה פלסטיק

that could be permanently squished into a shape

שיכול להדחס באופן קבוע לצורה

using pressure and high temperatures.

על ידי שימוש בלחץ וטמפרטורה גבוהה.

Since the name of this plastic,

מאחר והשם של הפלסטיק הזה,

polyoxybenzylmethylenglycolanhydride,

פוליאוקסיבנזילמתילאנגליכולנהידריד,

wasn't very catchy,

לא היה ממש קליט,

advertisers called it Bakelite.

אנשים קראו לו בקליט.

Bakelite was made into telephones,

מבקליט יצרו טלפונים,

children's toys,

צעצועי ילדים,

and insulators for electrical devices.

ומבודדים למכשירים חשמליים.

With its development in 1907,

עם הפיתוח שלו ב-1907,

the plastics industry exploded.

תעשיית הפסטיק הרקיעה שחקים.

One other familiar polymer, Silly Putty,

פולימר מוכר נוסף, פלסטלינה,

was also invented by accident.

גם הוא הומצא בטעות.

During World War II,

במהלך מלחמת עולם שנייה,

the United States was in desperate need

ארצות הברית הייתה נואשת

of synthetic rubber to support the military.

לגומי סינטטי כדי לתמוך בלחימה.

A team of chemists at General Electric

צוות של כימאים מג'נרל אלקטריק

attempted to create one

ניסו ליצור אחד

but ended up with a gooey, soft putty.

אבל יצא להם עיסה רכה ונמרחת.

It wasn't a good rubber substitute,

זה לא היה טוב בתור תחליף לגומי,

but it did have one strange quality:

אבל היתה לה תכונה אחת מוזרה:

it appeared to be extremely bouncy.

נראה שהיא ממש קופצנית.

Silly Putty was born!

פלסטלינה נולדה!

Synthetic polymers have changed the world.

פולימרים סינטיים שינו את העולם.

Think about it.

חשבו על זה.

Could you imagine getting through a single day

אתם יכולים לדמיין יום אחד

without using plastic?

בלי להשתמש בפלסטיק?

But polymers aren't all good.

אבל פולימרים הם לא רק טובים.

Styrofoam, for example, is made mainly of styrene,

קלקר, לדוגמה, עשוי בעיקר מסטיירין,

which has been identified as a possible carcinogen

שמזוהה כגורם סרטן אפשרי

by the Environmental Protection Agency.

על ידי הסוכנות להגנה על הסביבה.

As Styrofoam products are being made,

כשמוצרי קלקר נוצרים,

or as they slowly deteriorate in landfills or the ocean,

או כשהם מתפרקים באיטיות במזבלות או באוקיינוס,

they can release toxic styrene

הם יכולים לשחרר סטיירין רעיל

into the environment.

לסביבה.

In addition, plastics that are created

בנוסף, פלסטיק שנוצר

by addition polymerization reactions,

על ידי תגובות הוספה של פולימרים,

like Styrofoam,

כמו קלקר,

plastic bags,

שקיות פלסטיק,

and PVC,

ו- PVC,

are built to be durable and food-safe,

בנויים להיות עמידים ובטוחים לאוכל,

but that means that they don't break down

אבל זה אומר שהם לא מתפרקים

in the environment.

בסביבה.

Millions of tons of plastics

מליוני טונות של פלסטיק

are dumped into landfills every year.

מושלכים למזבלות כל שנה.

This plastic doesn't biodegrade,

הפלסטיק הזה לא מתפרק ביולוגית,

it just breaks down

הוא פשוט נשבר

into smaller and smaller pieces,

לחתיכות קטנות יותר ויותר,

affecting marine life

מה שמשפיע על חיים ימיים

and eventually making their way back to humans.

ובסופו של דבר חוזרים לאנשים.

Polymers can be soft or hard,

פולימרים יכולים להיות רכים או קשים,

squishy or solid,

מעיכים או מוצקים,

fragile or strong.

שבירים או חזקים.

The huge variation between

המגוון האדיר בינם

means they can form

אומר שהם יכולים ליצור

an incredibly diverse array of substances,

מערך מגוון של חומרים,

from DNA

מ- DNA

to nylon stockings.

לגרביוני ניילון.

Polymers are so useful

פולימרים הם כל כך מועילים

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

שנפכנו לתלויים בהם ביום יום.

But some are littering

אבל כמה מלכלכים

our oceans, cities, and waterways

את האוקיינוסים שלנו, הערים, ודרכי המים.

with effects on our health

עם השפעות על הבריאות שלנו

that we're only beginning to understand.

שאנחנו רק מתחילים להבין.