اختصاصی بسپار/ اختراع پلیکربنات؛ داستان دو شیمیدان/ جلوه ای ماندگار در موسیقی
گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر در دنیای مواد، برخی ابداعات هستند که نهتنها در صنعت، بلکه در زندگی روزمره ما نیز تحولآفرین میشوند. پلیکربنات (Polycarbonate یا PC) از آن دسته بسپارهایی است که در میانهی قرن بیستم، همزمان در دو سوی اقیانوس اطلس متولد شد و تا امروز در قلب صنایع مختلف از خودرو گرفته تا تجهیزات پزشکی جای گرفته است.
یک بسپار، دو مخترع
هرچند پیشینهی کشف پلیکربنات به سال ۱۸۹۸ (۱۲۷۷) بازمیگردد ـ زمانی که شیمیدان آلمانی آلفرد آینهورن (Alfred Einhorn) این ماده را شناسایی کرد ـ اما پلیکربنات تا سال ۱۹۵۳ (۱۳۳۲) جایگاه واقعی خود را پیدا نکرد. در این سال، دانشمندی از شرکت Bayer بهنام هرمان اشنل (Hermann Schnell) موفق شد پلیکربناتی با جرم مولکولی زیاد بسازد که خواص مکانیکیاش در میان تمام مواد گرمانرم آن دوران بیرقیب بود. این کشف، بلافاصله با ثبت اختراع بهنام Makrolon همراه شد و مسیر تجاریسازی آن آغاز شد.
اما داستان تنها به اروپا ختم نمیشود. در همان زمان، در General Electric واقع در نیویورک، شیمیدانی بهنام دانیل فاکس (Daniel Fox) در حال تحقیق روی یک مادهی عایق سیم بود که بهطور مستقل موفق به تولید نوعی پلیکربنات شد که بعدها با نام تجاری Lexan شناخته شد.
رقابت میلیمتری
هر دو شرکت در سال ۱۹۵۵ (۱۳۳۴) درخواست ثبت اختراع خود را ارائه کردند. اما تنها بهخاطر اختلافی یک هفتهای در زمان اختراع، حق امتیاز به Bayer تعلق گرفت. خوشبختانه، پیش از صدور رای نهایی، توافقی میان دو غول شیمیایی حاصل شد که به موجب آن، طرفی که حق ثبت را بهدست میآورد، به طرف دیگر اجازهی استفاده از این بسپار را در ازای پرداخت حق امتیاز میداد. این همکاری راه را برای ورود همزمان پلیکربنات به بازار جهانی هموار کرد. طبق دادههای British Plastics Federation، تولید تجاری PC توسط Bayer و General Electric در تابستان ۱۹۶۰ (۱۳۳۹) آغاز شد.
شرکتها و تحول در بازار
امروز، Makrolon در سبد محصولات شرکت Covestro، زیرمجموعه سابق Bayer، قرار دارد. در سوی دیگر، Lexan پس از سالها تولید توسط Sabic، از سال ۲۰۲۴ (۱۴۰۳) در پی ادغام واحدهای Functional Forms با بخش Acrylic Products شرکت Röhm، تحت برند تازهتاسیس Polyvantis عرضه میشود.
کارکردهایی فراتر از انتظار
پلیکربنات خیلی زود جای خود را در طیف گستردهای از صنایع باز کرد. خواصی مانند استحکام ضربهی زیاد، پایداری ابعادی، مقاومت در برابر گرما و مواد شیمیایی و البته ترانمایی (Transparency)، این ماده را برای مصارف گوناگون ایدهآل ساخت. در صنعت خودرو، PC بهدلیل وزن کم و ترانمایی زیاد در چراغها و قابهای داخلی کاربرد وسیعی دارد. در صنعت ساختمان، این ماده در سقفهای ترانما و قطعات معماری مقاوم بهکار میرود.
اما شاید یکی از ماندگارترین جلوههای آن، ورود به دنیای موسیقی بود. در دهه ۱۹۸۰ (دهه ۱۳۶۰)، دیسکهای فشرده (CD) ـ که تقریبا بهطور کامل از پلیکربنات ساخته میشدند ـ جایگزین صفحههای گرامافون شدند. فروش CDها در سال ۲۰۰۰ (۱۳۷۹) به اوج رسید، پیش از آنکه فایلهای MP3 و سکوهای پخش برخط جای آنها را بگیرند.
پزشکی؛ جایی که PC میدرخشد
در صنعت تجهیزات پزشکی، پلیکربنات بهدلیل زیستسازگاری (Biocompatibility)، امکان سِتَروَنسازی (sterile) و اتصال آسان به لولههای PVC انعطافپذیر، نقش کلیدی ایفا کرده است. طبق اظهارات لن چوبا (Len Czuba)، کارشناس بسپارهای پزشکی، PC در ساخت اتصالات، محفظههای دستگاه دیالیز، محافظهای صورت و قطعات داخلی سامانههای پزشکی جایگاه ویژهای دارد. وی تاکید میکند: «پلیکربنات تمامی الزامات زیستی و شیمیایی لازم برای قطعات پزشکی را برآورده میکند و از نظر کارکرد، یکی از بیرقیبترین گزینهها برای طراحی مهندسان تجهیزات پزشکی است.»
چالش BPA و پاسخ صنعت
با وجود مزایای فراوان، در سالهای اخیر بحثهایی پیرامون بیسفنول آ (BPA)، ترکیب کلیدی در ساخت PC، مطرح شد. برخی پژوهشها نشان دادند که BPA میتواند از ساختار پلیکربنات به مواد غذایی یا آب نشت کند و آثار احتمالی بر سلامت داشته باشد. در واکنش به این موضوع، سازمانهای نظارتی مانند FDA و نهادهای بهداشت اتحادیه اروپا استفاده از PC در بطریهای نوزاد را محدود کردند.
با این حال، این نهادها بارها تاکید کردهاند که میزان تماس احتمالی انسان با BPA از طریق محصولات پلیکربناتی بسیار ناچیز است و خطر شناختهشدهای برای سلامت انسان ندارد.
بسپاری که آینده را نوشت
با گذشت بیش از هفت دهه از کشف و ساخت پلیکربنات، این بسپار همچنان پیشتاز صنایع نوآور باقی مانده است. از خانهها و خودروها گرفته تا بیمارستانها و حتی اتاقهای ضبط موسیقی، PC بخشی از زندگی ماست. آنچه پلیکربنات را متفاوت میکند، نهفقط خواص فیزیکی آن، بلکه داستان شکلگیری، همکاری بینالمللی و انعطافپذیری در برابر چالشهاست. در دنیایی که زیستپایداری، کارایی و ایمنی روزبهروز اهمیت بیشتری پیدا میکنند، پلیکربنات همچنان حرفهای زیادی برای گفتن دارد.
