Детская энциклопедия




Меню сайта




Реклама











Полимеры в медицине и биологии

Уже сейчас известны полимеры, в первую оче­редь полиакрилаты и полиамиды, кото­рые способны как бы срастаться с тканями живых организмов. В будущем количество таких полимеров увеличится. А это даст возможность заменять повреж­денные сухожилия, части кровеносных сосудов эластич­ными и прочными полимерными пленками или тканями. Возможна и замена зубов. Искусственный зуб с кор­нями, сделанный из твердого полимерного материала точно по форме удаленного зуба, сможет врасти на месте естественного зуба.

Не менее интересна и возможность склеивания сло­манных костей полимерными клеями. Пострадавший сможет пользоваться поврежденным органом вскоре же после перелома, а клей со временем рассосется, заменяясь соединительной костной тканью. Наверное, широко будут применять искусственную кровь, которая сможет выполнять все основные функции крови и, главное, переносить кислород от легких ко всем тканям организма. Быть может, уда­стся решить и проблему искусственной почки. Почки очищают кровь от ненужных примесей. Для осуществления такого процесса нужно иметь полу­проницаемую полимерную пленку, которая пропуска­ла бы удаляемые примеси и задерживала бы остальные части крови. Когда удастся создать такие пленки — модели пленок, существующих в живых организмах, тогда можно будет перейти и к модели самого орга­на — почки.

Со временем люди научатся получать полимерные вещества, вырабатываемые только в организмах, в пер­вую очередь ферменты, хотя бы простейшие. Такие синтетические полимерные вещества явятся важ­ной группой лекарств. Они смогут влиять на разнооб­разные процессы жизнедеятельности так, как на них влияют ферменты, гормоны и другие биологически активные соединения. Научившись синтезировать по­добные очень сложные по своему строению полимерные вещества, химики попытаются осуществить процессы, протекающие пока лишь в организмах. Наиболее важ­ный из них — это фиксация азота, т. е. поглощение азота из воздуха и превращение его в различные хими­ческие соединения. Сейчас простейшим методом фик­сации атмосферного азота служит получение аммиака реакцией между азотом и водородом при температуре около 400° и давлении 700 атм в присутствии катали­затора. Более дорогой метод — получение соединений азота с кислородом в электрической дуге уже при совсем высоких температурах. А микроорганизмы осуществляют фиксацию азота при обычных температуре и давлении! И это происходит, несомненно, при помощи сложных полимерных катализаторов —ферментов. Когда уче­ные поймут весь механизм подобных процессов и на­учатся осуществлять их при помощи синтетических полимерных веществ, появится и новая область химии, основанная на использовании тех процессов, которые сейчас происходят только в живых организмах.

Второй пример таких процессов — фиксация расте­ниями углекислоты и ее превращение в первую очередь в углеводы. Этот процесс в растениях происходит под действием света в обычных условиях, но он, конечно, будет осуществлен при помощи синтетических поли­меров, похожих на биополимеры.

Среди созданных химиками полимеров есть и такие, которые, по-видимому, помогут перестроить систему земледелия и все сельское хозяйство. С первого взгляда их роль и назначение очень скромны и незаметны: они просто обладают способностью изменять структуру тонко измельченных веществ, собирая и склеивая их частицы в более крупные комочки. Если вносить такие полимерные добавки в почву, создается комковая струк­тура, а это очень повышает плодородие почвы. Воз­можно, в будущем химики найдут такие структурооб­разующие полимеры, которые позволят создать чрез­вычайно благоприятные условия для корневого питания растений.

Все шире в химии будут распространяться поли­мерные реагенты. Уже сейчас существует громадное количество полимерных соединений, среди которых представлены почти все классы органических веществ. Есть полимерные кислоты и основания, поли­мерные спирты, альдегиды и кетоны, разнообразные ароматические и гетероциклические полимерные сое­динения. Они могут реагировать с другими вещест­вами, подобно тому как происходят химические реак­ции в среде обычных низкомолекулярных веществ. Но здесь одним из продуктов происходящих реакций будет полимерное вещество. А полимерное вещество легко отделить от реакционной среды, и это создает новые химические возможности. Например, мы имеем соль какой-либо кислоты и хотим получить из нее самое кислоту. Можно прибавить к такой соли более сильную кислоту. Она вытеснит интересующую нас кислоту, но при этом получится смесь кислоты и обра­зовавшейся соли. Разделить такую смесь обычно нелег­ко. Если же мы возьмем полимерную кислоту в виде зерен, пленок или волокон и пропустим через такую нерастворимую полимерную массу раствор соли, то получится полимерная соль и чистая кислота. Мы обменили ионы водорода в полимерной кислоте на катионы соли и легко отделили полимерный реагент.

Такие полимерные реагенты — кислоты и осно­вания — так и называются ионнообменными смолами. Они уже сейчас применяются достаточно широко. В будущем появится много разнообразных полимерных реагентов — окислителей и восстанови­телей. Чтобы окислить или восстановить какое-либо соединение, достаточно будет пропускать его через слой зерен или волокон полимерного реагента-электронообменника. Такое название дано этой группе веществ потому, что окисление или восстановление всегда свя­заны с обменом электронов.

Еще шире будет применяться другая группа этих реагентов — комплексонные смолы. Они способны образовывать комплексы с определенными металлами. Такие комплексонные полимерные реак­тивы в виде пленок или волокнистых материалов смо­гут извлекать нужные металлы из растворов очень малых концентраций, даже из морской воды. Ведь в будущем, когда богатые месторождения будут выра­ботаны, придется извлекать металлы из более бедных месторождений. И новые полимерные реагенты дадут возможность построить иные методы добычи цветных и редких металлов.

Возникнет еще много новых типов полимеров. Светочувствительные полимеры, дающие сразу рельефное изображение, смогут применяться в фотографических и полиграфических процессах. Поли­мерные проводники и полупроводники, особенно плав­кие и растворимые,— очень удобный тип электротех­нических материалов. Полимерные электролиты станут неотъемлемыми частями химических источников тока— аккумуляторов, элементов и особенно топливных эле­ментов, способных превращать химическую энергию топлива в электрическую. Ученые найдут стойкие и активные полимерные поверхностно-активные вещест­ва, которые будут создавать и разрушать суспензии и эмульсии, регулировать испарение воды с поверх­ности водоемов. Возникнут полимерные вещества, спо­собные обеспечивать идеальное скольжение или гро­мадное сцепление поверхностей, т. е. фрикционные по­лимерные материалы. Возникнет множество полимеров, которые сейчас трудно предугадать, и полимеры ста­нут так же необходимы людям, как ранее необходимы были камень и металлы.





 
 
----------------------------------------------------
Календарь
«  Сентябрь 2017  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930

Реклама

  • Новые статьи
    Каталог статей
    Как подготовить ребенка к школе
    Освоение навыков чтения
    Природные материалы на уроках труда

    Статистика






     
    Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
    2013 © 2017