二氧化碳是我們所熟悉的一種氣體,我們呼吸時吸入氧氣,經過血液循環,氧氣變成了二氧化碳;而綠色植物則恰好相反,綠色植物的表麵能夠通過光合作用,將二氧化碳變為氧氣。含碳的物質在氧氣中燃燒也會生成二氧化碳。
不斷增強的“溫室效應”加速了冰山的融化
近年來,由於石油化學工業的迅速發展,地下的石油、天然氣和煤炭等大量被開采出來,為化學工業提供了豐富的原料。然而,另一方麵,由於這些含碳物質在氧氣中大量燃燒,又產生了一個嚴重的環境問題——二氧化碳劇增。大氣中含有適量的二氧化碳對植物生長是有益的,可是過量的二氧化碳不能被植物完全吸收轉化,就會造成嚴重的大氣汙染。它就像一頂帽子籠罩在地球的頭上,這不僅嚴重汙染了大氣,而且也妨礙了其他汙染物質的擴散。
此外,二氧化碳的增加還影響了地球正常的大氣循環,使氣候發生了變化,一些熱帶地區冬天飄起了雪花,而一些寒冷地區卻出現了罕見的暖冬天氣。近年來,科學家發現,由於二氧化碳劇增,導致地麵熱量不能順利散發到太空,全球氣溫普遍上升,整個地球成了個巨大的溫室。因此,人們又把二氧化碳叫做“溫室氣體”。氣溫的升高使地球兩極的冰蓋融化,海平麵上升,如果二氧化碳的排放得不到有效控製,有一天,冰川融化,海洋將會把大陸淹沒,陸地上的動植物包括我們人類就會麵臨滅頂之災。
不過,雖然二氧化碳給人類生活帶來了麻煩,但它對人類還有有用的一麵,而且目前科學家們也正在研究如何將二氧化碳用作資源來造福人類。其中將聚合二氧化碳作為一種重要的材料,便是其用途之一,高分子材料就是二氧化碳聚合物。
宇宙是生產高純度的分子材料的理想地點
這種高分子化合物主要就是由碳、氫、氧元素組成。二氧化碳的分子量是44,但是這些高分子材料的分子量高達幾千、幾萬、幾十萬甚至幾百萬,這也是我們稱之為高分子的原因。像蛋白質、纖維素等都屬於天然高分子。
大量的二氧化碳分子聚合在一起就形成了二氧化碳聚合物。聚合的分子個數不同,方法不同,所得到的高分子材料的性能也不同;用二氧化碳為原料來製造各種高分子材料,還有一個重大的意義,就是可以減少環境汙染,一舉兩得。
據預測,到21世紀初,科學家可能找到一種聚合二氧化碳來製造人類所需要的原材料,再用這種材料來製造其他高分子材料。為了提高聚合反應的效率,科學家設想將製造工廠建造在宇宙中,利用那裏充足的太陽能和高真空的優越條件,生產高純度合成高分子材料。
燒蝕材料:犧牲自我,保全他人
兩手用力相互摩擦,是不是感覺到手掌很熱?這是物理學中動能轉化為熱能的現象,叫做“摩擦生熱”。摩擦得越快,手就越熱。與空氣摩擦也會產生熱量,而且同樣是速度越快,產生的熱量越多。