市場上出現“小兒尿不濕”後,人們都感到很驚奇,不知它是一種什麼材料做成的,竟有如此好的吸水魔力。我們知道,通常使用的幹燥劑很多,如生石灰、無水氯化鈣、濃硫酸等,但它們的吸水能力都比較低。最近幾年來,研製出一種高吸水材料,它可以在幾分鍾內吸收相當於自身重量幾百倍乃至上千倍的水,也可吸收相當於自身重量幾十倍的電解質水溶液、尿、血液等,而且當受到外界壓力時,也不會失去吸收的水。這種神奇的材料叫高分子吸水劑。最早它是用澱粉經過化學處理以後製成的。高分子吸水材料選用的是不溶於水的支鏈澱粉,經過化學加工後,使其分子鏈盤結成同狀結構。因為澱粉分子是由許多葡萄糖分子鍵合起來的,而葡萄糖分子有多個親水基團,因此當這種高分子吸水材料遇到水時,分子鏈內部的親水基團對水有特殊的親和作用,水分子就一個個地往裏鑽。澱粉的分子鏈迅速伸長、舒張,把水分子包圍固定在裏麵,形成網狀結構。正像用網兜裝蘋果那樣,表麵看網兜不大,可打開後能裝很多蘋果。這種吸水材料可吸水達自身重量的幾百倍至1000倍。高吸水材料,也可用人工合成方法製得,主要是聚丙酸鹽類、聚乙烯醇類和聚環氧乙烷類等。這類樹脂之所以具有大量吸水本領,主要是它們有三度空間網狀結構,並且和澱粉一樣具有眾多的親水基團。
當它們遇到水後,高分子網狀結構膨潤、張展,滲透進入的水分子便可以與眾多的親水基相結合。因此研究設計合成具有親水能力的基,以及增大網結構孔徑,增長交聯鏈的長度,是提高樹脂吸水速度和吸水能力的重要途徑。這些高分子吸水材料已在農業、林業、醫藥衛生等方麵得到了廣泛應用。例如,用它製成“吸水土”,在春旱或幹旱地區拌種下地,可以保證種子出苗與生長。過去,我國黃土高原上植樹很困難,現在在樹苗根部放入一些吸足水的高分子材料,就如同為其建造了一座小水庫。現在,市場上賣的高吸水尿布和婦女用的衛生巾,就是用這類吸水材料和無紡布混合製成的,一塊嬰兒尿布可反複使用。在醫療衛生方麵可作人工玻璃體、緩釋藥物的載體以及人工髒器材料等。若用它調製成皮膚用的藥膏,搽在患處,則無油膩感,保持濕潤,可延長藥效。世界上不僅出現了吸水大王,而且也出現了吸油大王。該吸油大王,即人造吸油“海綿”。
據統計,全世界石油總產量中約有1‰流入海洋,平均每百平方米海麵有1克石油滲入。如何消除石油對海洋的汙染,一直是科學工作者研究的重要課題。最近,日本觸媒化學工業公司首創了高吸油性“海綿”,它可以吸附達自重25倍的各種油。該公司借鑒高吸水性樹脂的技術訣竅,以丙烯類樹脂作為吸油的原料,在製造工藝上著重於分子設計,供其在單體複合時,依靠分子間的張力將油吸附。它吸油量大,在油與水共存時,能有選擇性地吸油。當發生原油泄漏時,隻需根據原油泄漏量投入相應量的吸油“海綿”即可。吸足油的“海綿”以0.9左右的密度浮於水麵,回收處理極為方便。“雷公打豆腐,一物降一物。”人類可以利用掌握的化學知識和技術,設計製造出許多具有奇特功能的材料,以滿足人類生產生活的需要。
知識點
葡萄糖
葡萄糖是自然界分布最廣且最為重要的一種單糖,它是一種多羥基醛。純淨的葡萄糖為無色晶體,有甜味但甜味不如蔗糖,易溶於水,微溶於乙醇,不溶於乙醚。水溶液旋光向右,故亦稱“右旋糖”。葡萄糖在生物學領域具有重要地位,是活細胞的能量來源和新陳代謝的中間產物。植物可通過光合作用產生葡萄糖。葡萄糖能用澱粉在酶或硫酸的催化作用下水解反應製得。它在生物體內發生氧化反應,放出熱量。它在糖果製造業和醫藥領域有著廣泛應用。
延伸閱讀
快速治傷的氯乙烷
激烈的足球比賽中,常常可以看到運動員受傷倒在地上打滾,醫生跑過去,用藥水對準球員的傷口噴射,不用多久,運動員便馬上站起來奔跑了。醫生用的是什麼妙藥,能夠這樣迅速地治療傷痛?這是球場上“化學大夫”的功勞,它的名稱叫氯乙烷,是一種在常溫下呈氣態的有機物,在一定壓力下則成為液體。當球員被撞以後,有些軟組織挫傷,或者拉傷了,這時候,醫生隻要把氯乙烷液體噴射到傷痛的部位,氯乙烷碰到溫暖的皮膚,立刻沸騰起來。因為沸騰得很快,液體一下就變成氣體,同時把皮膚上的熱也“帶”走了。於是負傷的皮膚像被冰凍了一樣,暫時失去感覺,痛感也消失了。這叫局部冰凍,也使皮下毛細血管收縮起來,停止出血,負傷部位也不會出現淤血和水腫。這種使身體的一個地方失去感覺,又不影響其他部分感覺的麻醉方法,叫作局部麻醉。足球場上的“化學大夫”就是靠局部麻醉的方法,使球員的傷痛一下子消失的。這種藥隻能對付一般的肌肉挫傷或扭傷,用作應急處理,不能起治療作用。如果在比賽中造成骨折,或者其他內髒受傷,它就無能為力了。