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| 內容簡介： |
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以塑料为代表的高分子化合物作为一种极为重要的材料，在我们的日常生活中扮演着极为关键的角色。有些是我们能意识到的，如塑料制品、人造纤维等；有些是我们意识不到的，如邮票背面的胶水、3D打印机的“墨水”、宝宝的尿不湿……那究竟是什么造就了高分子材料卓越不凡的性能？有哪些科学家曾经为它们的发展做出贡献？塑料制品究竟对我们的健康有怎样的影响？如何破解塑料带来的“白色污染”难题？…… 带着这些问题，《塑料的世界》从我们生活中*常见的现象入手，采用科学知识、科学原理与科学故事相互贯穿的写作手法，介绍了高分子化合物的发展历程、影响高分子化合物性能的诸多科学原理、高分子化合物在人类生活中的应用、对高分子化合物认识的误区、高分子化合物给环境带来的危害，以及高分子化合物未来的发展方向。 从历史到未来，《塑料的世界》为读者展现了一个科学、理性的看待事物的方法和态度，让读者能够以更为广阔的视野看待给高分子化合物给人类世界带来的颠覆性改变，希望得读者，特别是青少年读者的喜爱。
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| 目錄：
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目录总序 i序言 iii前言 假如没有塑料 v第一章 能塑：千变万化的塑料 001第一节 了解高分子，从这个问题开始 003第二节 *重要的塑料，*不平凡的历程 017第三节 让塑料变透明的秘密 029第四节 添加剂：塑料的“亲密小伙伴” 046第五节 带来美好童年的不凡材料，为什么有如此拗口的名字 059第二章 有形：交联带来的神奇体验 069第一节 塑料不耐热，怎么破 071第二节 橡胶为什么有弹性 082第三节 热塑弹性体：*特的组合 095第四节 一次性尿布和隐形眼镜有什么共同点 107第五节 如何让水凝胶穿过针头 120第六节 打造属于你的“变形金刚” 130第三章 黏合：让万物紧密相连 143第一节 坚硬的塑料如何“如胶似漆” 145第二节 邮票的背胶的秘密 153第三节 没有溶剂，胶如何粘得牢 160第四节 撕出石墨烯的胶带，究竟有何奥妙 171第五节 胶水变墨水：高分子材料与3D打印 183第四章 重生：高分子材料与环境 199第一节 让材料自我修复，不再是梦想 201第二节 靠细菌和虫子能吃掉白色污染吗 210第三节 塑料回收，咋就这么难 221第四节 如果石油用完了，我们拿什么造塑料 230主要参考文献 241附录 258后记 263
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| 內容試閱：
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第一章 能塑：千变万化的塑料 第一节 了解高分子，从这个问题开始 塑料、橡胶、合成纤维等形形色色的高分子材料在我们的生活中发挥着越来越重要的作用，这已是不争的事实。那么究竟什么是高分子材料呢？相信稍有化学知识的朋友都不难回答：高分子材料就是以高分子化合物为基础所构成的材料，而高分子化合物（简称高分子）一般指相对分子质量高达几千到几百万的化合物。 不过接下来这个问题恐怕就没那么容易回答了：怎么证明高分子化合物的分子真的有那么大呢？ 有的朋友可能会说：“我确实不知道怎么回答，但化学家们应该知道答案吧。”这个问题对于现在的化学家来说当然是小菜一碟，但如果时光倒流到一百多年前，当时的化学家面对这个问题，多半会回答道：“不用证明，这么大的分子根本就不存在。” 是因为那时的人们没见过高分子化合物吗？当然不是。我们的祖先很早就学会将纤维素、蛋白质等天然存在的高分子作为材料使用，木材、纸张、棉纱、蚕丝等就是很好的例证。到了19世纪末20世纪初，随着现代科学特别是化学的发展，人们不仅学会对天然存在的高分子材料进行改造使之性能更加优越，而且还开始尝试完全人工合成高分子材料。19世纪下半叶，**种塑料—由纤维素改性而来的赛璐珞走进人们的视野。1907年，**种完全人工合成的塑料—酚醛树脂问世。毫不夸张地说，当时材料科学的一场新的变革已是呼之欲出。但就在这个关键的时刻，大多数化学家仍然固执地认为，在这个世界上根本不可能存在如此庞大的分子。 然而像纤维素、天然橡胶这样的高分子材料毕竟真真切切地摆在眼前，并且呈现出与小分子化合物截然不同的性质，如更高的机械强度，这又该如何解释呢？当时的化学家认为，这归功于分子间作用力。分子间作用力，顾名思义，就是分子之间的相互作用力，它包括了广泛存在于任意两个分子之间的范德瓦耳斯力，即由于分子极化产生的分子间静电作用，以及存在于特定分子之间的特殊相互作用，如氢键。分子间作用力的强度远远弱于分子内部将原子连接起来的共价键，但它仍然具有相当重要的意义。如果没有分子间作用力提供的相互吸引，大部分物质都只能以气体形式存在，我们眼前的图景将变得截然不同。 不幸的是，正是这种重要的相互作用让科学家们在很长时间里“误入歧途”，认为所谓的高分子化合物，不过是小分子通过分子间作用力形成的聚集体罢了，一个典型的例子是关于天然橡胶结构的推断。 一、天然橡胶的结构究竟是什么样的 每当我们遇到一种未知的化学物质，鉴定它的结构总是**要务。现在，这一任务可以通过质谱、色谱、核磁共振等仪器设备来完成，但在一百多年前，这些先进的分析手段还没有诞生，化学家们不得不依赖于更为原始和间接的方法，其中一种常用的手段就是让未知物质和已知的化合物发生化学反应，然后从反应产物来推断未知物的结构。例如，德国化学家卡尔？哈里斯（Carl Harries）就经常用臭氧与其他化合物反应，以此来推断未知的有机物中是否存在碳碳双键这种结构（附录-1）。 为什么通过这样一个反应就可以推断未知物的结构呢？我们不妨打个比方：假设有一根铁链，你想看看这根铁链究竟有多长，上面的每个铁环都是什么颜色。我说，对不起，现在不能直接给你看，但可以先用我的剪刀剪一下再给你看，而我的剪刀有个特点，那就是只能把红色的铁环一分为二。结果剪过之后，我们得到了两条断链，其中一边是两个绿色环和半个红色环依次相连，而另外一边是三个蓝色环和半个红色环相连，那么你就可以推断出：这个铁链原本由六个铁环组成，它们的颜色依次是“绿-绿-红-蓝-蓝-蓝”。在哈里斯的实验中，臭氧就相当于这把剪刀，而碳碳双键这种结构就是被它剪断的红色铁环。 现在我们用这把剪刀去剪另一根铁链，结果发现，得到的断链只有一种：两个彼此相连的蓝色环前后两端分别连着半个红色环。为什么会出现这种结果呢？一种可能是这根铁链不仅非常长，而且在它的链条上反复出现“红-蓝-蓝”的组合，当我们用剪刀去剪它时，所有的红色环都会被剪断，自然形成了刚才说的这种断链。哈里斯用臭氧处理天然橡胶时，就遇到了这种情况—得到的产物只有一种，名为乙酰丙醛，它的结构表明这个分子的两端都应该被臭氧“剪”过（附录-2）。根据这个结构，我们不难推断，天然橡胶是含有大量碳碳双键结构的天然高分子化合物。 然而哈里斯并不相信高分子化合物真的存在，因此他想到了另外一种可能：原先的这根铁链实际上是六个铁环按照“红-蓝-蓝-红-蓝-蓝”的顺序*尾相连，形成一个圈。由于这个圈的结构左右对称，当我们用剪刀剪断红色环时，自然只会看到一种断链。据此，哈里斯认为天然橡胶是由无数含有碳碳双键的环状分子—二甲基环辛二烯形成的聚集体（附录-2）。可是怎么解释天然橡胶有很强的机械性能呢？哈里斯认为，这是由于碳碳双键的存在导致二甲基环辛二烯的分子间作用力较一般分子更强。 哈里斯发表了他的研究结果后，真的有人试图通过合成二甲基环辛二烯来生产天然橡胶，结果自然是以失败而告终。如果一直用这样的错误结构去指导生产实践，那真可谓以其昏昏使人昭昭，不知道要走多少弯路呢。幸运的是，一些研究人员开始意识到，当时人们对于高分子化合物的认识或许是不正确的。德国化学家赫尔曼？施陶丁格（Hermann Staudinger）正是其中的一员。 二、有机化学界的“叛逆” 施陶丁格1881年3月23日出生于莱茵河畔的德国城市沃尔姆斯（Worms）。年轻时的施陶丁格非常喜欢植物，因此在高中毕业后进入德国哈雷大学就读时，他*初选择的专业为植物学。但他的父亲建议他选修一些化学课程，这样可以加深对植物的理解。这一建议改变了施陶丁格的人生轨迹，他很快对化学特别是当时正蓬勃发展的有机化学产生了浓厚的兴趣。1905年，年仅22岁的施陶丁格获得哈雷大学博士学位。同年，他前往斯特拉斯堡大学担任实验助理，正式开始了自己的科研生涯。 赫尔曼？施陶丁格（1881—1965） 初出茅庐的施陶丁格很快在有机化学领域崭露头角，做出了许多重要的发现，1907年，施陶丁格获得了“特许任教资格”，同年任卡尔斯鲁厄理工大学的有机化学助理教授。1912年，年仅31岁的施陶丁格又被苏黎世联邦理工学院聘为教授。在这两所大学，施陶丁格继续从事有机化学方面的研究，并取得了丰硕的成果。例如，他带领的研究小组成功地从除虫菊中分离出具有杀虫作用的活性成分，并对其结构进行了初步的鉴定，从而为除虫菊酯这一天然杀虫剂的应用奠定了基础。在**次世界大战期间，为了应对农作物原材料的短缺，施
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