پلی تترا فلوئورو اتیلن

برای آشنایی اجمالی با پلی‌تترافلوئورواتیلن، اینجا کلیک کنید!

پلی تترافلوئورواتیلن بیشتر با نام تجاری تفلون شناخته می شود و از آن برای ساختن تابه های نچسب و هرچیز دیگری که لازم است لغزنده و نچسب باشد، استفاده می شود. PTFE برای مقاوم کردن فرش و پارچه در برابر رنگ پس دادن نیز استفاده می شود. به علاوه این پلیمر در کابردهای پزشکی نیز بسیار مفید است. از آنجا که بدن انسان به ندرت آن را دفع می کند، می توانیم آن را در ساخت اعضای مصنوعی بدن مورد استفاده قرار دهیم.

پلی تترافلوئورواتیلن یا PTFE از زنجیر اصلی کربن تشکیل شده که به هر کربن آن، دو اتم فلوئور متصل است. ساختار PTFE اغلب مانند تصویر بالای صفحه کشیده می شود، اما شاید اگر آن را به شکل زیر رسم کنیم، یعنی به شکل زنجیری از اتم های کربن به طول هزاران اتم، راحت تر بتوانیم آن را تصور کنیم.

PTFE یک پلیمر وینیلی است و ساختار آن، برخلاف رفتارش، شبیه پلی اتیلن است. پلی تترافلوئورواتیلن از مونومر تترافلوئورواتیلن و از طریق پلیمریزاسیون وینیلی رادیکال آزاد ساخته می شود.

مونومر تترافلوئورواتیلن به این شکل می‌باشد:

فلوئور یک عنصر بسیار عجیب است. وقتی که بخشی از یک مولکول باشد، دوست ندارد اطراف مولکول های دیگر هم نوع و یا حتی اتم های فلوئور مولکول های دیگر باشد. انواع دیگر مولکول ها را حتی از این هم کمتر دوست دارد. بنابراین یک مولکول ، که پر از اتم های فلوئور است، دوست دارد تا آنجا که ممکن است از مولکول های دیگر دور باشد. به همین دلیل مولکول های سطح یک قطعه از  مولکول های هر چیزی را که سعی کند به آنها نزدیک شود، دفع می کنند. در نتیجه هیچ چیز به  نمی چسبد.

و به دلیل نچسب بودن این ماده شما می‌توانید غذا را بدون روغن یا کره سرخ کنید و این یعنی چربی و کلسترول کمتر، برای داشتن یک قلب سالم‌تر.

سوال بزرگ. . .

سوالی که باقی می‌ماند این است که: اگر هیچ چیز به این ماده نمی‌چسبد، پس چگونه این ماده به سطح ماهی تابه می‌چسبد؟ شرکت دوپونت راه حلش را می‌داند، اما آن را به ما نمی‌گوید!

پس چگونه PTFE را به ماهی‌تابه می چسبد؟ (لازم به ذکر است  که ذوب کردن PTFE کمکی نمی کند. اولاً به این خاطر که شما باید آن را در دمای بالای ۳۰۰ درجه حرارت دهید تا ذوب شود که این کار برای ساخت یک چیز ارزان مثل ماهی تابه عملی نیست. و دوم اینکه ذوب کردن PTFE آن را چسبنده تر نمی کند، و تنها از یک ماده جامد که هیچ چیز به آن نمی چسبد، به یک ماده مذاب لزج تبدیل می شود که باز هم چیزی به آن نمی چسبد. و نکته سوم اینکه زبر کردن سطح ماهی تابه نیز کمکی نمی کند، زیرا تنها مساحت دو سطحی را که یکدیگر را دفع می کنند، زیاد خواهد کرد و به همین دلیل نیروی دافعه افزایش خواهد یافت.)

چگونگی بی اثر شدن

ویژگی PTFE تنها این نیست که لغزنده و نچسب است. این ماده همچنین به دلیل این که با هیچ چیز واکنش نمی دهد بسیار مفید است. چرا؟ اول از همه اگر این ماده هر چیزی را دفع کند، هیچ مولکولی نخواهد توانست به آن نزدیک شود تا با آن واکنش دهد.PTFE  مانند یک فرد منزوی است که سعی می کند با بستن درها و رابطه نداشتن با دیگران، خود را از درد و رنج های احساسی محافظت کند. علاوه بر این واقعیتی که وجود دارد این است که پیوند بین اتم فلوئور و کربن بسیار بسیار قوی است. این پیوند تقریباً ضد گلوله است! و به قدری پایدار است که هیچ چیز با آن واکنش نمی دهد. حتی وقتی که به اندازه یک ماهی تابه داغ می شود، اکسیژن هم با آن واکنش نمی دهد‌!

یک اتفاق!

پلی تترافلوئورواتیلن یکی دیگر از آن اکتشافات علمی تصادفی اعجاب انگیز است. در اواخر دهه ۱۹۳۰، وقتی که PTFE در آزمایشگاه های دوپونت کشف شد، این شرکت به هیچ وجه به ماهی تابه های نچسب یا دریچه های قلب مصنوعی اهمیتی نمی داد. چیزی که آنها دنبالش بودن تبرید و سردسازی بود. در آن زمان یخچال ها از موادی چون آمونیاک و سولفور‌دی اکسید به عنوان سردکننده استفاده می کردند. این مواد چنانچه از یخچال شما به درون آشپزخانه نشت کنند، واقعاٌ مضر خواهند بود. تحقیقات برای ساخت سردکننده های غیر سمی ادامه داشت. و یکی از ترکیباتی که در نتیجه تحقیقات بدست آمد تترافلوئورواتیلن بود.

یک شیمیدان که در دوپونت روی این پروژه کار می کرد، روی پلانکت (Roy Plunkett) نام داشت. او را می شناسید؟ او یک زمان هم اتاقی به نام پل فلوری (Paul Flory) داشت. یک روز روی پلانکت در یک مخزن کاملا تازه ی گاز تترافلوئورواتیلن را باز کرد و هیچ چیز از آن بیرون نیامد! او آن را وزن کرد و مطمئن شد که کاملاً پر است. سپس مخزن را با اره باز کرد، و به جای گاز یک پودر سفید رنگ را در آنجا مشاهده کرد. آن پودر  بود که از گاز تترافلوئورواتیلن پلیمریزه شده بود.

این کشف از آن اتفاق‌هایی است که علم و دانش را جالب می‌کند. انواع دیگری از اتفاق‌ها در علم وجود دارد که اصلاً جالب نیستند، مانند حوادثی که انفجارهای بزرگ و ابرهایی از گازهای سمی را ایجاد می‌کنند، اما در اینجا ما در مورد آنها صحبت نمی‌کنیم. نوع جالب اتفاق، که همه دانشمندان امید دارند برایشان پیش بیاید، یک اکتشاف غیر‌منتظره است که افق جدیدی از تحقیقات را در برابرشان باز می‌کند. این اتفاق شما را مشهور می‌کند، و اگر در یک دانشگاه کار کنید، بسیاری از هزینه‌های تحقیقات شما را کم می‌کند، و اگر در یک شرکت شیمیایی کار می‌کنید، پول زیادی را برای سهامداران تولید خواهد کرد و آن وقت شما هنگامی که زمان کوچک کردن شرکت و تعدیل نیرو فرا می‌رسد، شغل خود را حفظ خواهید کرد.