软物质

聚合物

/ POL-i-mer /

想想小时候用回形针接成的链子:一个小针扣住另一个,再扣下一个,最后变成一条又长又软的串。聚合物就是这个想法在分子层面的版本——一个小分子首尾相连,重复成千上万次,乃至上百万次,连成一条极其长、软绵绵的单链。

那个重复的小单元叫做单体,而“聚—合物”三字本就是“许多单元聚在一起”的意思。由于每个连接处都能转动,聚合物链不会笔直伸着,而是蜷曲、缠绕成一团松散、时刻变形的乱球,就像一碗煮熟的意大利面。当许多这样的链挤在一起时,它们相互勾连、彼此咬住,正是这种缠绕,赋予了塑料、橡胶和凝胶以伸缩性、韧性和缓慢的流动。

聚合物之所以重要,是因为它无处不在,既有人造的,也有天然的:塑料瓶、尼龙、橡胶轮胎,还有生命体内的DNA、蛋白质和淀粉。一个常见的误解是,把聚合物只当成“一个大分子”。更深的要点在于:它那长链的形状——能蜷曲、能拉伸、能缠绕——才是它种种非凡性质的真正来源,这比它的化学成分更关键。

聚乙烯,也就是购物袋用的那种塑料,不过是把乙烯这个小分子连成长达数万个单元的链。这些链彼此滑动、相互缠绕,所以袋子会伸展、会发皱,而不像玻璃那样一折就断。

一只塑料袋,就是数百万条缠在一起的长乙烯链。

并非所有聚合物都是软塌塌的塑料:蜘蛛丝、木头里的纤维素、肌肉中的蛋白质,全都是聚合物——早在化学家之前,大自然就已经在制造长链分子了。

又称
macromolecule聚合物