有機化學

向前邁進的機器

向前邁進的機器
國立臺灣大學化學系名譽教授蔡蘊明

受到生物的啟發,化學家們創造出一系列精彩的分子元件,可做為開關、馬達、以及棘輪,現在是將它們用來做一些有用的事情的時候了。

機器人在它的軌道上緩步移動,定期的停下來並伸出臂膀小心的拿起一個零件,臂膀將這個零件連接到機器人背上的一個精巧的裝置上,接著,機器人往前繼續行進並重複上述的動作──系統化的將零件們按照設計圖樣準確的組裝起來。

這可能是一個高科技工廠裡的一幕情景──只不過這個組裝線才僅有幾個奈米的長度,零件們是一些胺基酸,產品是一個小的胜肽,而機器人則是英國曼徹斯特大學的化學家 David Leigh 所創造的,那是有史以來所製造過最複雜的分子尺度的機器之一。

這並非一個寂寞的路程,Leigh是屬於現在正在成長的一群分子建築師之一,他們受到啟發而企圖模擬細胞中發現之類似分子機器的生物分子──致動蛋白(kinesin),它可以在細胞中的微小腳架上行進;或核醣體,於其上透過基因密碼的讀取來製造蛋白質。在過去的25年中,這些研究工作者設計了一系列令人印象深刻的開關、棘輪(防倒轉)、馬達、桿子、環、螺旋槳、以及更多的──分子機械裝置,好似奈米尺度的樂高積木般能組裝起來。由於分析化學工具的進步,以及為了合成複雜的有機化學分子所研發的許多化學反應,使得這個領域的發展正在加速中。

苯乙烯(styrene)

苯乙烯(styrene)
國立臺灣大學科學教育發展中心陳藹然博士、鄭文/國立臺灣大學科學教育發展中心陳藹然責任編輯

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維基:保利龍餐盒http://zh.wikipedia.org/wiki/發泡膠盒

苯乙烯(styrene),顧名思義,結構就是乙烯為主結構,其中一個氫被苯基取代,為一無色液體,濃度低時帶有甜甜的香味。自然界就有苯乙烯的存在,可以從咖啡、肉桂等植物中提煉出來,英文名字styrene 就是因為苯乙烯為天然樹脂蘇合香(或稱安息香,styrax)主成分而得名,苯乙烯是重要的石化原料,被廣泛的使用於製造各種石化聚合物製品,例如橡膠、玻璃纖維、塑膠管、汽車零件、鞋子、酒杯、食物容器、地毯襯背等,2010年苯乙烯年產量即高達2500萬噸。其中大家最熟悉的苯乙烯製品就是以苯乙烯作為單體之聚苯乙烯(polystyrene, PS)。聚苯乙烯質地硬而脆,無色透明,可以和多種染料混合產生不同的顏色;發泡聚苯乙烯(俗稱保麗龍)是良好的熱絕緣體,因此經常被用來作為建築絕緣材料,如建築結構隔熱板,同時兼具吸音、隔音等效果。

雖然苯乙烯的沸點是145度,但是卻是一種容易揮發的且易燃的有機物。苯乙烯對人類有直接接觸危險性:當人們因為身處工地、剛裝潢好的空間、吸煙室或使用影印機等的環境中,導致暴露在被苯乙烯蒸氣所汙染之室內空氣時,眼睛就有可能因苯乙烯刺激而紅腫、流淚。如果皮膚接觸到苯乙烯,也會有吸入或滲透的危險性。此外,含苯乙烯產品之製造、使用及處理過程中,如果處理或控管不當就可能將苯乙烯釋放至空氣、水及土壤,導致使用或製造苯乙烯場所工作的人員暴露於苯乙烯中。苯乙烯的吸入相當可能會造成神經系統的影響。所幸在空氣中之苯乙烯,通常很快地會在1到2天內被分解,在土壤或水中之苯乙烯可能會被細菌或其他微生物所分解。