軟物質
聚合物
/ POL-i-mer /
想想小時候用迴紋針接成的鏈子:一個小針扣住另一個,再扣下一個,最後變成一條又長又軟的串。聚合物就是這個想法在分子層面的版本——一個小分子首尾相連,重複成千上萬次,乃至上百萬次,連成一條極其長、軟綿綿的單鏈。
那個重複的小單元叫做單體,而「聚—合物」三字本就是「許多單元聚在一起」的意思。由於每個連接處都能轉動,聚合物鏈不會筆直伸著,而是蜷曲、纏繞成一團鬆散、時刻變形的亂球,就像一碗煮熟的義大利麵。當許多這樣的鏈擠在一起時,它們相互勾連、彼此咬住,正是這種纏繞,賦予了塑膠、橡膠和凝膠以伸縮性、韌性和緩慢的流動。
聚合物之所以重要,是因為它無處不在,既有人造的,也有天然的:塑膠瓶、尼龍、橡膠輪胎,還有生命體內的DNA、蛋白質和澱粉。一個常見的誤解是,把聚合物只當成「一個大分子」。更深的要點在於:它那長鏈的形狀——能蜷曲、能拉伸、能纏繞——才是它種種非凡性質的真正來源,這比它的化學成分更關鍵。
聚乙烯,也就是購物袋用的那種塑膠,不過是把乙烯這個小分子連成長達數萬個單元的鏈。這些鏈彼此滑動、相互纏繞,所以袋子會伸展、會發皺,而不像玻璃那樣一折就斷。
一只塑膠袋,就是數百萬條纏在一起的長乙烯鏈。
並非所有聚合物都是軟塌塌的塑膠:蜘蛛絲、木頭裡的纖維素、肌肉中的蛋白質,全都是聚合物——早在化學家之前,大自然就已經在製造長鏈分子了。
又稱
另見