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神奇的“高材”世界 文；张静静 化学化工学院 2015 级 （本文亦投稿于中国青年报） 提起高分子材料，你或许有点陌生：这是什么，能吃吗，或者能 用吗？但当谈论到塑料、纤维和橡胶时，你肯定知晓一些它们的用途。 其实，它们都是高分子材料，除此之外，薄膜、涂料、涤纶、尼龙以 及胶粘剂等等都属于高分子材料的范畴。 那么，什么是高分子材料呢？首先，要从高分子说起，顾名思义， 高分子就是分子量很大的分子，分子量从几千到几十万甚至可以达到 几百万。高分子材料是以高分子化合物为基体，加上其他的助剂—— 添加剂，最终所形成的材料，也可以称作聚合物材料。 淀粉和蛋白质是天然高分子化合物。粮食类的作物都含有淀粉, 玉米,大米,面粉,豌豆、土豆等。鸡、鸭、鱼、肉、牛奶、蛋则是富 含蛋白质的食物。淀粉在口腔内唾液淀粉酶的作用下水解成糊精及麦 芽糖，进入消化系统,被肠淀粉酶,胰淀粉酶进一步水解成葡萄糖。蛋 白质是由消化腺分泌消化液,通过消化液中的各种消化酶,将其加以 分解，被人体吸收。 杯子不小心丢了，又该买新水杯了，走进商场，琳琅满目的杯子 底部都有一个带箭头的三角形标志,里面标有数字。带箭头的三角形 表示可循环使用，而不同的数字代表着制造杯子时使用了不同的高分 子材料： “1 号”PET：聚对苯二甲酸乙二醇酯 矿泉水瓶、碳酸饮料瓶饮料瓶等，耐热至 70℃，不可装高温液 体，饮料瓶等最好用完丢掉，不要再用来做为水杯，以免引发健康问 题得不偿失。 “2 号”HDPE：高密度聚乙烯 清洁用品、沐浴产品，容器通常不好清洗，残留原有的清洁用品， 变成细菌的温床，最好不要循环使用。 “3 号”PVC：聚氯乙烯 目前很少用于食品包装，最好不要购买。如果在使用，千万不要 让它受热。 “4 号”LDPE：低密度聚乙烯 保鲜膜、塑料膜等耐热性不强，通常，合格的 PE 保鲜膜在遇温 度超过 110℃时会出现热熔现象，会留下一些人体无法分解的塑料制 剂。 “5 号”PP：聚丙烯 微波炉餐盒，唯一可以放进微波炉的塑料盒，需要特别注意，一 些微波炉餐盒，盒盖却以 1 号 PE 制造，由于 PE 不能抵受高温，容器 放入微波炉前，先把盖子取下。 “6 号”PS：聚苯乙烯 碗装泡面盒、快餐盒，但不能放进微波炉中，以免因温度过高而 释出化学物。 “7 号”PC 其它类：聚碳酸酯 如果你的水杯、奶瓶等塑料器具底部的数字是“7”，那就可以放 心使用。PC 是一种被大量使用的材料，尤其多用于制造奶瓶、太空 杯等。但是如果容器有任何摔伤或破损，建议停止使用，因为塑料制 品表面如果有细微的坑纹，容易成为细菌的藏身之处。避免反复使用 已经老化的塑料器具。 说完“杯具”，我们谈谈厨房里的东西——炒锅 用普通铁锅炒菜时，常常会发生食物黏在锅底的现象，这个时候 的你是不是想让不粘锅马上出现在你面前。不粘锅易清洗，轻轻一擦 即干干净净，这可要归功于一种叫聚四氟乙烯（人们常称之为特富龙） 的高分子材料，它具有良好的耐化学腐蚀和耐老化的性能，是常见的 不粘性能最好的材料。使用不粘锅，轻轻松松解决烹饪美味之后的烦 心事。 高分子材料，可小可大。可谓是下得了厨房，上得了厅堂，它正 在医用、通讯、光电、军工等方面大展身手！ 雷达是迄今为止最为有效的远程电子探测设备，随着雷达技术的 改进和发展,现代雷达对各种军用目标构成了致命的威胁，如何在雷 达波中隐身，是目前隐身技术发展的重点，要做到这一点，少不了高 分子材料的帮忙。 英国谢菲尔德大学研制的一种主要成分为 poly-ethylene-oxide 高分子导电聚合物，能够作为动态自适应雷达吸波材料，能够感应入 射的电磁波,实时调节材料的电磁参数,对特定频率电磁波产生强吸 收，达到隐身的目的。 生病了，又该吃药了，每天吃三次药是不是很头疼？药物缓释来 帮忙，药物缓释能够减少给药次数，减轻患者痛苦，增加药物治疗稳 定性并延长药物作用时间。 这时候，高分子材料又现身了。例如聚己内酯(PCL)具有良好药 物通透性能，能很好地控制药物释放。在进行小鼠对照药理实验时， 发现 PCL 的加入可使胰岛素血浆浓度在 60 天内一直保持平稳。这将 有可能为糖尿病患者带来一种较目前更为方便有效的治疗方法。 每当我们身体受伤出现伤口时，人体会快速止血修复愈合。受生 物体自修复功能启发，科学家合成了仿生自修复高分子材料。英国《每 日邮报》网站曾发表题为《飞机可能很快将拥有“自愈”机翼：突破 性材料可像血液一样凝固，帮助翼面进行自我修复》的报道，报道中 所提及的自愈材料就是将空心的微球体加入碳纤维复合材料中，这些 材料受到撞击时会破裂，释放出一种液体修复剂，这种修复剂会渗入 破损的裂缝中，从而修复损伤。 美是公众的追求，而拥有好皮肤更是爱美之人梦寐以求的。被称 作“第二皮肤”的高分子聚合物 XPL 满足你的需求。XPL 由基于聚硅 氧烷可调谐的材料制成，与真实的年轻皮肤拥有相同的力学性能。可 用于改善黑眼圈、皱纹等，未来更有望直接用于医治患者的皮肤如湿 疹、或者防止紫外线照射防晒等方面。 想想未来某一天，这些材料都是你亲自合成出来的，可以美容、 治病、自我修复或者隐形，成就感十足。快踏入高分子材料的殿堂， 神奇的发明等着你。 参考文献 1. 钟山，高分子材料的相关研究，2016 年 3 月，科学中国人。 2. 韩志超，董侠，高分子材料研究新进展，2006 Vol 14 No 5，当 代石油石化。 3. 于海涛，高分子材料在智能隐身技术中的应用，2009 年 2 月，材 料开发与应用。