പൊളി പോളിമർ : പോളിമർ സയൻസിനു നൂറു തികയുമ്പോൾ

ചെറു തന്മാത്രകൾ ആവർത്തിച്ചു കൂടിച്ചേർന്നുണ്ടാവുന്ന വമ്പൻ തന്മാത്രകൾ. മുത്തുകൾ കൂടിച്ചേർന്ന് വലിയൊരു മാലയുണ്ടാവുന്നതു പോലെ. 1920-ൽ ജർമൻ രസതന്ത്രജ്ഞനായ ഹെർമൻ സ്റ്റോഡിഞ്ചർ വമ്പൻ തന്മാത്രകളെക്കുറിച്ചുള്ള ആശയം അവതരിപ്പിച്ചപ്പോൾ അന്നാരും അത് അംഗീകരിക്കാൻ തയാറായിരുന്നില്ല. പിന്നീട് എമിൽ ഫിഷർ പ്രോട്ടീനിന്റെയും കുർട് മെയർ, ഹെർമൻ മാർക്ക് എന്നീ ശാസ്ത്രജ്ഞർ സെല്ലുലോസിന്റെയും ഘടന കണ്ടുപിടിച്ചതോടെയാണ് സ്റ്റോഡിഞ്ചറുടെ ആശയത്തിന്റെ പ്രാധാന്യം ശാസ്ത്രലോകം തിരിച്ചറിഞ്ഞത്. ബൃഹത് തന്മാത്രകളെക്കുറിച്ചുള്ള സിദ്ധാന്തങ്ങളും കണ്ടെത്തലുകളും സ്റ്റോഡിഞ്ചറെ 1953-ലെ രസതന്ത്ര നൊബേലിന് അർഹനാക്കുകയും ചെയ്തു.   

വമ്പൻ  തന്മാത്രകളെക്കുറിച്ചുള്ള സ്റ്റോഡിഞ്ചറുടെ ഗവേഷണ പ്രബന്ധത്തിന് ഒരു നൂറ്റാണ്ടു തികഞ്ഞ ഈ സമയത്ത് പോളിമറുകൾ ഇല്ലാത്ത ഒരു ലോകം നമുക്ക് ചിന്തിക്കാൻ പോലും കഴിയില്ല എന്ന സ്ഥിതി ആയിക്കഴിഞ്ഞു. അടുക്കള മുതൽ ബഹിരാകാശ രംഗം വരെ നീളുന്നു അതിന്റെ വിസ്മയ സാധ്യതകൾ. ധാരാളം എന്നർഥം വരുന്ന പോളി, ഭാഗം എന്നർഥം വരുന്ന മെർ എന്നീ ഗ്രീക്ക് വാക്കുകൾ കൂടിച്ചേർന്നാണ് പോളിമർ എന്ന വാക്കുണ്ടായത്.

പ്ലാസ്റ്റിക് പ്ലാസ്റ്റിക് 

എളുപ്പത്തിൽ രൂപമാറ്റം വരുത്താവുന്നത് എന്നർഥം വരുന്ന പ്ലാസ്റ്റിക്കോസ് എന്ന ഗ്രീക്ക് പദത്തിൽ നിന്നാണ് പ്ലാസ്റ്റിക് എന്ന വാക്കിന്റെ വരവ്. 1856-ൽ അലക്സാണ്ടർ പാർക്സ് എന്ന ബ്രിട്ടിഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞൻ കൊളോഡിയോൺ ലായനി ബാഷ്പീകരിച്ചു നിർമിച്ച പാർക്കിസീൻ ആണ് ആദ്യ പ്ലാസ്റ്റിക് സമാനവസ്തു. 1907ൽ തിരക്കിട്ട പരീക്ഷണങ്ങൾക്കിടെ ലിയോ ഹെൻഡ്രിക് ബേക്‌ലാന്റ് എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞന്റെ കൈ തട്ടി ഫിനോളിന്റെയും ഫോർമാൽഡിഹൈഡിന്റെയും കുപ്പികൾ മറിഞ്ഞു. തുടച്ചു വൃത്തിയാക്കാൻ ചെന്നപ്പോഴതാ രണ്ടും ചേർന്ന് കുഴമ്പു രൂപത്തിലുള്ള ഒരു പദാർഥം. ആദ്യ സമ്പൂർണ കൃത്രിമ പ്ലാസ്റ്റിക് എന്നു വിശേഷിപ്പിക്കുന്ന ബേക്കലൈറ്റ് ആയിരുന്നു അത്. 1933-ൽ ഇംഗ്ലണ്ടിലെ ഇംപീരിയൽ കെമിക്കൽ ഇൻഡസ്ട്രീസിൽ എറിക് ഫോസെറ്റ്, റെജിനാൾഡ് ഗിബ്സൺ എന്നീ ശാസ്ത്രജ്ഞർ എഥിലീൻ, ബെൻസാൽഡിഹൈഡ് എന്നിവയുടെ മിശ്രിതത്തിൽ ഉയർന്ന മർദം പ്രയോഗിച്ചപ്പോൾ ഒരു വെളുത്ത മെഴുകു പോലുള്ള പദാർഥം രൂപംകൊണ്ടത് ശ്രദ്ധിച്ചു. നമുക്ക് ഏറെ സുപരിചിതമായ  പ്ലാസ്റ്റിക് ആയ പോളിത്തീന്റെ (പോളി എഥിലീന്റെ) വ്യാവസായിക നിർമാണത്തിലേക്കുള്ള വാതിൽ തുറന്ന കണ്ടെത്തലായിരുന്നു അത്. 

സീഗ്ലറും നാട്ടയും

പ്രത്യേക ഉൽപ്രേരകങ്ങൾ ഉപയോഗപ്പെടുത്തി പോളി എഥിലീൻ, പോളി പ്രൊപ്പിലീൻ എന്നിവയുടെ നിർമാണം എളുപ്പമാക്കിയ കാൾ സീഗ്ലർ, ജ്യൂലിയോ നാട്ട എന്നീ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ കണ്ടുപിടിത്തവും പോളിമർ ചരിത്രത്തിൽ നിർണായകമാണ്.ഇവർക്കായിരുന്നു 1963 ലെ രസതന്ത്ര നൊബേൽ. 

പോളിമർ പലതരം

ലഘുവായ അനേകം തന്മാത്രകൾ അനുകൂല സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഒന്നിച്ചുചേർന്ന് ഉണ്ടാവുന്ന സങ്കീർണ തന്മാത്രകളാണ് പോളിമറുകൾ. ഇങ്ങനെ സംയോജിക്കുന്ന ലഘു തന്മാത്രകൾ മോണോമെറുകൾ എന്നാണറിയപ്പെടുന്നത്. പ്രകൃതിദത്ത പോളിമറുകളും സിന്തറ്റിക് പോളിമറുകളും ഉണ്ട്. ഭൗതിക സ്വഭാവത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ പോളിമറുകളെ ഫൈബർ (ബലമുള്ള നൂലുകൾ നിർമിക്കാൻ അനുയോജ്യമായവ), പ്ലാസ്റ്റിക് (എളുപ്പത്തിൽ രൂപമാറ്റം വരുത്തിയെടുക്കാൻ കഴിയുന്നവ), റബർ(ഇലാസ്തിക സ്വഭാവമുള്ളവ) എന്നിങ്ങനെ തരം തിരിക്കാം. 

വിസ്മയ ടെഫ്ലോൺ

നോൺസ്റ്റിക് പാചകപ്പാത്രങ്ങളുടെ ഉള്ളിലെ ആവരണം മുതൽ ബഹിരാകാശ പേടകങ്ങൾ വരെ നീളുന്ന ഉപയോഗങ്ങൾ, ആദ്യ അണുബോംബ് നിർമാണത്തിനുള്ള മൻഹാറ്റൻ പ്രോജക്ടിൽ യുറേനിയം വഹിക്കുന്ന പൈപ്പുകളുടെയും മറ്റും ആവരണമായി ഉപയോഗിച്ച പദാർഥം- പറഞ്ഞുവരുന്നത് പോളിടെട്രാഫ്ലൂറോ എഥിലീൻ എന്ന ടെഫ്ലോണിനെക്കുറിച്ചു തന്നെ. 1938-ൽ ഡ്യൂപോണ്ടിന്റെ ന്യൂജഴ്സിയിലെ ലാബിൽ പുതിയൊരു റഫ്രിജറന്റിനായുള്ള ഗവേഷണത്തിനിടെ റോയ് ജെ.പ്ലങ്കറ്റ് എന്ന രസതന്ത്രജ്ഞനാണ് ഈ അദ്ഭുത പോളിമർ കണ്ടുപിടിച്ചത്.

നമ്മളും പോളിമർ

യഥാർഥത്തിൽ ജീവോൽപത്തി സമയം മുതൽ തുടങ്ങുന്നു പോളിമറുകളുമായുള്ള  ബന്ധം. അമിനോ ആസിഡുകൾ ചേർന്നുണ്ടായ പ്രോട്ടീനുകൾ ഭൂമിയിൽ ജീവന്റെ ഉദ്ഭവത്തിൽ തന്നെ വലിയ പങ്കു വഹിച്ച പോളിമർ ആണ്. പ്രോട്ടീനുകൾ, എൻസൈമുകൾ, ഡിഎൻഎ, സെല്ലുലോസ്, സ്റ്റാർച്ച്, കൈറ്റിൻ, ലിഗ്നിൻ, മെലാനിൻ, പരുത്തി, സിൽക്ക്, കമ്പിളി, ചണം, ചകിരി, റബർ എന്നിവയൊക്കെ പ്രകൃതിദത്ത പോളിമറുകളാണ്. പോളിമറുകളുടെ ഒരു കൂമ്പാരം തന്നെയാണ് ജീവജാലങ്ങളുടെ ശരീരം എന്നു പറയാം. 

സിന്തറ്റിക് നാരുകളുടെ ലോകം 

അമേരിക്കൻ കമ്പനിയായ ഡ്യുപോണ്ടിന്റെ പോളിമർ ഗവേഷണത്തിൽ പ്രധാനിയായിരുന്ന ഡബ്ല്യു.എച്ച്.കാരാത്തേഴ്സ് ആണ് 1935-ൽ ഹെക്സാമെതിലീൻഡൈഅമീൻ, അഡിപ്പിക് ആസിഡ് എന്നിവ തമ്മിൽ പ്രവർത്തിപ്പിച്ച് ആദ്യത്തെ കൃത്രിമനാരായ  നൈലോൺ നിർമിച്ചത്. മറ്റൊരു പ്രധാന കൃത്രിമനാരാണ് പോളിയെസ്റ്റർ. കൃത്രിമപ്പട്ട് നിർമിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന നൂൽത്തരമാണ് റയോൺ. സെല്ലുലോസ് ഉപയോഗപ്പെടുത്തി നിർമിക്കുന്നതുകൊണ്ട് ഇതിനെ അർധകൃത്രിമ നൂൽത്തരം എന്നു വിശേഷിപ്പിക്കാറുണ്ട്. റയോൺ നിർമാണത്തിനുപയോഗിക്കുന്ന ഒരു പ്രക്രിയയാണ് വിസ്കോസ് പ്രക്രിയ. 

റബർ

ഹാവിയ ബ്രസീലിയൻസിസ് എന്ന ശാസ്ത്രനാമമുള്ള റബർമരങ്ങളിൽ ചെറിയ വെട്ടുകളുണ്ടാക്കി അതിൽ നിന്ന് ഊറിവരുന്ന കറ (റബർ പാൽ) ശേഖരിച്ച് ഉറയൊഴിച്ച് അതു റബർ ഷീറ്റാക്കി അടിച്ചെടുക്കുന്നതു കണ്ടിട്ടുണ്ടാവും അല്ലേ? പോളി ഐസോപ്രിൻ എന്ന പോളിമറാണ് റബർ. സ്വാഭാവിക റബറിന്റെ ഗുണങ്ങൾ മെച്ചപ്പെടുത്താനായി അതിൽ സൾഫർ ചേർത്തു ചൂടാക്കുന്ന വൾക്കനൈസേഷൻ പ്രക്രിയ 1839ൽ കണ്ടുപിടിച്ചത് ചാൾസ് ഗുഡിയർ ആണ്. പ്രകൃതിദത്ത റബർ എല്ലാ ആവശ്യങ്ങൾക്കും തികയാതെ വന്നതോടെ കൃത്രിമ റബറുകൾ നിർമിക്കാനുള്ള ശ്രമങ്ങളായി. ബ്യൂട്ടൈൽ റബർ, സ്റ്റൈറീൻ ബ്യൂട്ടാ ഡൈഈൻ റബർ, അക്രിലോനൈട്രൈൽ ബ്യൂട്ടാഡൈഈൻ റബർ, ക്ലോറോപ്രീൻ റബർ, പോളി അക്രിലേറ്റ് റബർ, സിലിക്കോൺ റബർ, പോളി സൾഫൈഡ് റബർ എന്നിവയൊക്കെ കൃത്രിമ റബറുകൾക്ക് ഉദാഹരണങ്ങളാണ്. 

പോളിമർ വിസ്മയങ്ങൾ

വൈദ്യുതചാലക പോളിമറുകൾ, പീസോ ഇലക്ട്രിക് പോളിമർ, ലിക്വിഡ് ക്രിസ്റ്റൽ പോളിമറുകൾ, പോളിമർ നാനോ കോമ്പസിറ്റുകൾ, സാഹചര്യങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് സ്വയം കൂടിച്ചേരുകയും അകലുകയുമൊക്കെ ചെയ്യുന്ന സുപ്രാമോളിക്കുലാർ പോളിമറുകൾ എന്നിവയൊക്കെ വിസ്മയങ്ങൾ വിരിയിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണിപ്പോൾ.

English Summary : 100 Years of Polymer Science