|
 V roku 1861 sa stala vynikajúca udalosť - látka podobná cukru bola najskôr vytvorená v chemickej skúmavke!
Nie je potrebné hovoriť o význame tejto udalosti? Obyvateľstvo Zeme sa každých 60 - 100 rokov zdvojnásobuje. Potrebuje čoraz viac jedla. Za týmto účelom sa oria nové krajiny, zdokonaľujú sa rybolovy atď. A potom Butlerov získal cukor úpravou formaldehydu vápennou vodou. Prečo pokračovať v pestovaní plantáží cukrovej trstiny a cukrovej repy? Jedlo - najskôr cukor, potom bielkoviny - sa dá vytvárať umelo!
Ale ak teraz hľadáte umelé jedlo, nenájdete ho, hoci od syntézy cukru uplynulo storočie. Chemici dostali zmätené karty ... Nepredbiehajme však.
 V matematike sú dva vždy dva, ale v organickej chémii nie sú dve molekuly zložené z rovnakých atómov v rovnakom poradí nevyhnutne rovnocenné. A „vinníkom“ toho je priestorová štruktúra molekúl.
Čo to je? Na oboch rukách máte päť prstov. Ich poradie je rovnaké. Skúste ale po zmiešaní rukavíc ľavú položiť na pravú ruku. Priestorová štruktúra je to, čo odlišuje ľavú a pravú stranu.
Polymérové molekuly - tieto obrovské reťazce jednotlivých jednotiek malých molekúl nazývaných monoméry - sú navzájom striktne orientované v priestore a v tomto ohľade sú ako rukavice. Niektoré z týchto molekúl vydávajú svoje priestorové charakteristiky v tom, že niektoré z nich pootočia lúč polarizovaného svetla doprava, zatiaľ čo iné doľava. Telo zvierat a ľudí pozostáva iba z ľavotočivých molekúl proteínu. Pravotočivé molekuly jednoducho telo neabsorbuje. Sú pre neho „nejedlé“. A keďže syntetické výrobky sú zmesou pravých a ľavotočivých molekúl, potom ...
Ukazuje sa, že nestačí na získanie potrebnej látky. Je tiež potrebné zbaviť sa architektúry každej molekuly. Takže každá skupina atómov v molekule zaberá vo vesmíre striktne definované miesto. A ak sa toto pravidlo nedodrží ani pri vytváraní technických polymérnych materiálov, sú výsledky sklamaním.
Takže napríklad existuje polystyrén a polystyrén. Polystyrén, z ktorého sa dnes vyrába veľa domácich potrieb, je amorfný. Jeho molekulárna štruktúra je ako nepreniknuteľná húština, kde sú stonky, konáre, korene zmiešané v neporiadku.
 Ale ak by boli polystyrénové molekuly orientované v priestore, usporiadané v prísnom poradí, ako napríklad rastliny zasiate štvorcovým spôsobom, potom by bol taký polystyrén veľmi podobný jeho „neorganizovanému“ menovcovi. Ak má amorfný polystyrén teplotu topenia 80 stupňov, potom „organizovaný“ polystyrén (molekuly takejto látky sa nazývajú stereoregulárne) - 240 stupňov. Rozdiel! Okrem toho je stereoregulárny polymér dvakrát silnejší.
Je ľahké si predstaviť, aký skok by urobilo národné hospodárstvo, ak by továrne vyrábali iba stereomérne polyméry! A o koľko by sa zvýšila šanca na nahradenie prírodných produktov syntetickými produktmi!
Molekula však nie je dom a látka nie je mesto, ktoré si môžete postaviť, ako sa vám páči. Je ťažké si predstaviť „lešenie“ pre každú z mnohých biliónov molekúl.
Preto všetky pokusy o získanie čistých stereoregulárnych polymérov neboli veľmi povzbudivé. V najlepšom prípade bolo možné pomocou špeciálnych katalyzátorov získať zmesi, v ktorých bolo orientovaných osemdesiat percent molekúl a dvadsať bolo neusporiadaných. Tieto „dezorganizované“ molekuly okamžite degradovali kvalitu materiálu.
Bolo zrejmé, že materiály budúcnosti nemožno získať pomocou starých metód, bolo treba hľadať nové spôsoby.A naraz v laboratóriu Výskumného ústavu petrochemickej syntézy Akadémie vied ZSSR našli jednu z ciest.
Tu sa im podarilo postaviť „lešenie“ na zostavenie stereoregulárnych molekúl polyméru. Samotnú túto molekulu ale nemožno vidieť ani v elektrónovom mikroskope.
Ukázalo sa, že z „lešenia“ boli molekuly inej látky - močoviny.
Zjednodušene môžeme povedať, že molekula močoviny má tvar štvorca. Počas kryštalizácie čistej močoviny sú štvorce spojené v pároch a vytvárajú kosoštvorec.
Ale pri interakcii s uhľovodíkom (čo je monomér) sa molekuly močoviny nespájajú v dvoch, ale v troch. Vytvorí sa šesťuholník, ktorý „zachytí“ molekulu monoméru.
 Rovnako ako larvy voštine, molekuly monomérov teraz ležia v kryštáloch močoviny. Sú umiestnené vo vnútri krištáľovej mriežky v presnom poradí, zaujímajú určitú pozíciu v priestore. Ak teraz monoméry navzájom „zosieťujeme“, to znamená spojíme ich chemickou väzbou, potom je stereoregulárny polymér pripravený ...
„Zosieťovanie“ monomérov sa uskutočňuje ožarovaním. Mikročastice žiarenia vzrušujú larvy monomérov, vďaka čomu sa akoby držali za ruky. Ožarovacia polymerizácia sa dá uskutočniť za pár sekúnd, zatiaľ čo pri katalyzátoroch to môže trvať hodiny. Môže sa uskutočňovať v akomkoľvek objeme hmoty, pokiaľ je dostatočný výkon vysielača.
Dobré kovové lešenie je po ukončení stavby demontované a dopravené k novej stavbe. Takže je to tu. Keď je polymerizácia ukončená, močovina sa rozpustí vo vode a získa sa čistý polymér a močovina sa môže opäť úplne použiť na ten istý proces.
Na kryštalickej mriežke močoviny však môžu polymerizovať iba monoméry, ktoré sú umiestnené vo vnútri kanálu tvoreného šesťuholníkmi jeho molekúl. Nielen močovina však môže týmto spôsobom interagovať s uhľovodíkmi. Teraz vedci hľadajú látky, ktoré kryštalizujú a vytvárajú kanály inej veľkosti a tvaru, a ktoré by preto mohli slúžiť ako „lešenie“ pre rôzne polymérne látky.
Molekuly s danou architektúrou ... Látky, ktoré sú vyrobené podľa plánu ... To je obrovský krok vpred v chémii.
Gavrilova N.V.
|
