Công năng của hợp chất cao phân tử là gì?

Đại đa số vật chất được tạo nên từ phân tử. Phân tử có thể lớn hoặc nhỏ khác nhau. Phần lớn phân tử chỉ gồm vài nguyên tử hoặc vài chục nguyên tử, nhưng trong thế giới phân tử cũng có những “người khổng lồ”. Những phân tử “khổng lồ” ấy có thể gồm hàng nghìn, hàng vạn, thậm chí hàng chục vạn đến hàng triệu nguyên tử. Loại “phân tử khổng lồ” này được gọi là hợp chất cao phân tử. Protein, sợi thực vật, tinh bột... là các hợp chất cao phân tử tự nhiên. Chất dẻo tổng hợp, sợi tổng hợp và keo dán tổng hợp thuộc nhóm cao phân tử tổng hợp.

Các cao phân tử tổng hợp nói chung đều khá ổn định. Mỗi loại cao phân tử tổng hợp thường có một số gốc công năng đặc thù, nhờ đó chúng có các tính chất như quang học, điện, từ, phản ứng hóa học, xúc tác hoặc tính chất sinh lý nào đó. Những tính chất đặc thù này được gọi là công năng của hợp chất cao phân tử.

Nhựa trao đổi ion là một trong những cao phân tử có công năng được con người nhận biết sớm nhất. Loại nhựa này có khả năng trao đổi ion của chính nó với ion cùng tên trong một hợp chất khác. Nhìn bên ngoài, nhựa trao đổi ion giống như trứng cá. Nó được sử dụng khá rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn làm ngọt nước biển, thu hồi kim loại. Nhựa trao đổi ion có thể dùng để thu gom nhiều ion kim loại hòa tan trong nước. Thậm chí, người ta còn có thể dùng nó để hỗ trợ điều trị các chứng bệnh do quá nhiều ion natri, kali trong máu hoặc do dịch vị quá chua.

Nhựa cảm quang là một loại cao phân tử có công năng đặc biệt khá quen thuộc. Loại nhựa này có tính chất đặc thù: dưới tác dụng của ánh sáng, nó có thể tham gia vào quá trình dẫn điện, kết tủa hoặc hòa tan một chất nào đó. Nhựa cảm quang được sử dụng rộng rãi trong chiếu phim, in ấn và gia công cơ giới chính xác.

Nói chung, các hợp chất cao phân tử là chất cách điện, nhưng cũng có những cao phân tử dẫn điện. Một số cao phân tử có cấu trúc đặc thù có tính bán dẫn hoặc tính quang dẫn, tức dẫn điện dưới tác dụng của ánh sáng. Các cao phân tử bán dẫn điện thường được dùng làm vật liệu sơn bán dẫn điện và chất chống tĩnh điện. Các cao phân tử quang dẫn điện được dùng trong ngành chụp ảnh.

Cao phân tử xúc tác là loại cao phân tử có công năng xúc tác cho các phản ứng hóa học. Loại vật liệu này có vai trò lớn trong công nghệ hóa học. Có loại cao phân tử được cố định một loại men nào đó lên phân tử, tạo thành cao phân tử cố định men, hay còn gọi là cố định enzim. Nhờ vậy, độ ổn định và độ bền của men được nâng cao, giúp men có thể thu hồi và sử dụng lại nhiều lần. Người ta cũng dùng cao phân tử để chế tạo màng mỏng, rồi cố định men, tức enzim, lên đó; loại màng này được gọi là màng cao phân tử cố định enzim và là một loại màng chuyên dụng.

Việc chất dẻo phế thải khó phân hủy là một vấn đề nan giải, gây tác hại nghiêm trọng trong đời sống cộng đồng. Hiện nay, các nhà khoa học đang nghiên cứu biện pháp phân hủy chất dẻo theo con đường sinh vật. Họ cũng nghiên cứu phân hủy chất dẻo bằng con đường hóa học hoặc bằng chiếu xạ ánh sáng để loại bỏ nguy cơ “ô nhiễm trắng”. Đây là vấn đề rất đáng chú ý của ngành công nghiệp chất dẻo tổng hợp.

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của công nghiệp chất dẻo, người ta dự đoán rằng sẽ còn nhiều loại cao phân tử công năng kỳ lạ khác xuất hiện.