اين نچسب هاي به درد بخور

اسم تفلون براي هيچ كدام از ما ناآشنا نيست. اغلب ما در منزل خود انواع مختلفي از ظروف تفلون داريم؛ ظرف هاي نچسبي كه هميشه با احتياط آنها را استفاده مي كنيم كه ته آنها خط نيفتد و پوشش تفلوني شان آسيب نبيند. حتي شايد برخي از شما با الياف تفلوني آشنايي داشته باشيد. هر چند امروزه با توجه به صحبت هايي كه در مورد سمي بودن تركيب تفلون مي شود، عده اي ترجيح مي دهند كه از ظروف چدني براي پخت و پز استفاده كنند ولي اين چيزي از اهميت كشف تفلون ها نمي كاهد. كاربردهاي تفلون در صنايع پزشكي و داروسازي تا نساجي و الياف و نيز فناوري فضاپيما ها نشانه مهم بودن تفلون در دنياي امروزي هستند.

تولد روي پلانكت كاشف تفلون
 

26 ژوئيه (پنجم تير) 1910

آغاز ماجرا
 

يك روز كاري و سخت در آزمايشگاه دكتر پلانكت در جريان بود. دكتر پلانكت و دستيار تكنسينش در حال بررسي و بحث روي سنتز تركيبات گازهاي فرئون بودند كه همان اتفاق مهمي كه بايد مي افتاد، افتاد. شانس سراغ ذهن آماده دكتر پلانكت آمد و به طرز كاملا تصادفي تفلون را كشف كرد.
دكتر پلانكت يك شيميدان آمريكايي اهل ايالت اوهايو بود. او دكتراي خود را در رشته شيمي آلي دريافت كرده بود و در سال 1938 كه ماجراي مهم زندگي اش اتفاق افتاد روي سيستم هاي گاز يخچال هاي خانگي مطالعه و تحقيق مي كرد. در اوايل دهه 30، كارخانه داران به دنبال جايگزين كردن گازهاي خنك كننده مورد استفاده در يخچال هاي خانگي بودند. گازهاي متداول در آن زمان عبارت بودند از سولفيد هيدروژن و آمونياك كه هر دو به شدت سمي بوده و ديگر قابليت استفاده در سيستم هاي گازي يخچال را نداشتند. ماده جايگزين بايد بي بو و بي رنگ و غير آتش گير مي بود. فرئون ها مي توانستند همان مواد جايگزين باشند. فرئون ها تركيباتي از هيدروكربن بودند كه به جاي تعدادي از اتم هاي كربن آنها، اتم هاي فلئور جايگزين شده بودند.
دكتر پلانكت روي يك نوع ويژه از فرئون ها به نام تترا فلئورو اتيلن متمركز شده بود. اين تركيب داراي چهار فلئور بود كه در ساختار مولكول اتيلن قرار گرفته بودند. دكتر پلانكت شير يكي از كپسول هاي گاز مذكور را باز كرد و يادش رفت كه آن را ببندد. زماني كه او و دستيارش متوجه اين قضيه شدند چند ساعتي از اين اتفاق گذشته بود و قاعدتا مي بايست گاز درون كپسول خالي مي شد ولي دستيار پلانكت متوجه شد كه چرا كپسول هنوز سنگين است. اينجا بود كه دكتر پلانكت مصمم شد به دليل اين قضيه پي ببرد و با وجودي كه باز كردن كپسول اين ريسك را داشت كه به دليل باقي ماندن گاز درون آن منفجر شود، پلانكت كپسول را باز كرد.

تفلون متولد مي شود
 

بعد از گشوده شدن كپسول گاز، پلانكت در كمال تعجب مشاهده كرد كه به جاي گاز يك جامد سفيد رنگ بسيار روان و نرم مانند گريس درون ظرف ايجاد شده است. اين جامد سفيد گريسي همان تفلون بود. با آزمايشهايي كه پلانكت انجام مي داد، متوجه شد كه اين جامد سفيد رنگ يك تركيب پليمري است كه از پليمريزه شدن همان تترافلئورواتيلن موجود در كپسول حاصل شده است. او نام اين محصول را پلي فلئورواتيلن گذاشت. در سال 1941پلانكت موفق شد كه اين ماده جديد را به صورت يك پتنت به نام خود ثبت كند و در سال 1945 اين ماده جديد سفيد رنگ با نام تجاري تفلون وارد بازار شد. پلانكت به خاطر اين كشف در سال 1985 و 1973 لقب بهترين مخترع انجمن ملي مخترعان آمريكا را به دست آورد و از سال 1985 تا پايان عمرش در 1994 سرپرستي تيم هاي تحقيقاتي را كه روي اين زمينه كار مي كردند، به عهده گرفت.

ويژگي هاي تفلون
 

تفلون ها ويژگي هاي شيميايي بسيار جالبي دارد. اين جامدات سفيد رنگ كه در ساختار خود كربن دارند. در مقايسه با ساختار هاي مشابه كربني چون گرافيت، روان تر هستند. در مقابل تمامي اسيد ها و بازها مقاوم بوده و در مقابل تركيبات شيميايي زيادي هم بي اثر هستند و وارد واكنش نمي شوند. دماي ذوب بالا و نقطه انجماد پايين تري نسبت به جامدات مشابه دارند و در مقابل تابش هاي راديواكتيو از خود مقاومت نشان مي دهند. از طرفي به دليل ويژگي هاي سطحي جالبي كه دارند، هيچ مايع و جامدي روي آنها نمي ماند. و از رويشان مي لغزد. در ضمن در هيچ حلال شيميايي هم قابل حل نيستند.

تفلون و ظروف آشپزخانه، توليد شركت تفال
 

با اينكه تفلون در اوايل دهه 40 كشف شد اما عملا سال هاي زيادي طول كشيد تا محققان توانستند از اين مواد در صنايع مختلف استفاده كنند. در خلال جنگ جهاني دوم سازندگان بمب اتم از تركيبات تفلون در ساخت درزبندها و لنت هاي بمب استفاده مي كردند. به دليل ويژگي بي اثر بودن تفلون، استفاده از آن مي توانست از خوردگي اين بخش هاي بمب در مقابل تركيبات اورانيوم درون آن جلوگيري كند.
اما شايد مهم ترين كاربردي كه ما از تفلون سراغ داريم. همان ظرف هاي نچسب است كه در سال 1956 براي اولين بار توسط يك مهندس فرانسوي به نام مارك گروگري فناوري شيوه ساخت آن عرضه شد. او براي نخستين بار اين پليمر شگفت انگيز را به آلومينيوم متصل ساخت و توانست با كمك همسرش كولت ظروف نچسب را ايجاد كند. اين دو نفر در سال 1956 كارخانه تفال را در فرانسه راه اندازي كردند ولي چهار سال طول كشيد تا انجمن غذا و داروي آمريكا در سال 1960 استفاده از تفلون را در ظروف مواد غذايي تاييد كند. بعد از اين اتفاق كارخانه تفال به سرعت رشد كرد و در آمريكا با نام تجاري تي فال به كارخانه خود ادامه داد.

كاربردهاي مهم و ديگر تفلون
 

همان طور كه اشاره شد، ويژگي بي اثر بودن تركيبات تفلون باعث مي شود كه بتوانند در محيط هاي شيميايي مختلف حلال هاي متفاوت حضور داشته باشند. در نتيجه در پزشكي و داروسازي به طور گسترده اي مورد استفاده واقع مي شوند چون بدن آنها را پس نمي زند. از الياف تفلون در ساخت دريچه هاي قلب، قرنيه و دندان مصنوعي و نيز جايگزين هايي براي استخوان و دندان استفاده مي شود؛ همچنين به دليل مقاومت حرارتي بالا و نيز مقاومت راديواكتيوي در ساخت انواع روكش براي سيم ها و كابل هاي برق و نيز سطح فضاپيماها و لباس فضانوردان از الياف تفلون كمك گرفته مي شود.

فناوري ظروف تفلوني چيست؟
 

براي اينكه به درستي بتوانيم نچسب بودن ظروف تفلون را بررسي كنيم. بايد نگاه دقيق تري به ساختار پليمر تشكيل دهنده تفلون يعني پلي تترا فلئورو اتيلن بيندازيم.
يك پليمر، يك مولكول بزرگ است كه از تركيب هزاران مولكول ديگر از نوع مشابه تشكيل شده است. پليمر تترا فلئورواتيلن داراي تعداد زيادي اتم هاي فلئوراست که عامل تمامي ويژگيهاي منحصر به فرد تفلون هستند. فليور يك اتم با خاصيت الكترونگاتيوي بالاست. اين به آن معني است كه فلئور به آساني الكترون هايش را با اتم هاي ديگر به اشتراك نمي گذارد.
اين قضيه باعث مي شود تا چهار اتم فلئوري كه در اطراف اتم هاي كربن قرار گرفته اند همچون سدي در كنار كربن ها عمل كرده و مانع فعاليت هاي شيميايي اتم هاي كربن بشوند. در يك ظرف غذاي نچسب هم دقيقا اين اتفاق مي افتد. اتم هاي فلئور مانع رسيدن ذرات غذا به اتم هاي كربن شده و از چسبيدن به آنها جلوگيري مي كنند. به جز اين ويژگي، اتم هاي فلئور ويژگي، اتم هاي فلئور ويژگي مهم ديگري را هم سبب مي شوند و آن خاصيت روي هم لغزيدن ذرات تفلون است. بنابراين، شست و شوي ظروف تفلون و پاك كردن آنها هم به سادگي صورت مي گيرد. البته در ساخت ظروف تفلون مي توان از پليمرهاي ديگري ولي با ساختارهاي مشابه و نزديك به تترافلئورواتيلن بهره برد.
براي نشاندن اين پليمرها روي ظروف كه معمولا آلومينيوم با استيل هستند، از دو روش متفاوت مي توان استفاده كرد. يكي از اين راه ها ناهموار كردن سطح فلز ظرف است كه چسبيدن اتم هاي فلئور تفلون به سطح آن را ساده مي كند. اين ناهمواري توسط يك فلز مذاب با تركيبات شيميايي ديگري به وجود مي آيد.
روش ديگر استفاده از يك لايه با ويژگي چسبندگي به هر دو سطح ظرف و لايه تفلوني است كه با حرارت دادن هاي بالاي 800 درجه فارنهايت ايجاد مي شود. بنابراين حالا ديگر دست تان آمده است كه چرا بايد از خراشيدگي ظروف تفلوني جلوگيري كرد. چون به محض آسيب ديدن لايه تفلون، سطح، خاصيت چسبندگي خود را از دست مي دهد.
*1930
كارخانه داران به دنبال گازهاي جايگزيني براي استفاده در يخچال هاي منازل مي گشتند. اين گاز جايگزين، تركيبات فرئون ها بودند.
*1938
دكتر روي پلانكت كه به همراه دستيارش مشغول كار روي تركيبات فرئون بودند به طور تصادفي يك پليمر به نام پلي تترا فلئورو اتيلن را كشف كردند.
*1941
پلانكت موفق شد اين كشف را به صورت يك پتنت ثبت كند.
*1945
براي اولين بار اين پليمر به نام تجاري تفلون وارد بازار شد. در همين سال از تفلون در پروژه منهتن و توليد بمب اتمي استفاده شد.
*1948
در ويرجينياي غربي و با مساعدت شركت جنرال موتورز حدود 900 تن تفلون توليد و وارد بازار شد.
*1956
يك مهندس فرانسوي و همسرش با تاسيس شركت تفال توانستند فناوري استفاده از تفلون در ظروف آشپزخانه نچسب را توسعه بدهند.
*1960
براي نخستين بار انجمن غذا و دارو آمريكا به استفاده از تركيبات تفلون در ظروف غذا مجوز داد.
*1961
براي اولين بار يك ظرف تفلوني در ايالت كانزانس آمريكا توليد شد كه نام آن را«ماهيتابه خوشحال» گذاشتند.
*1985
دكتر پلانكت جايزه بهترين مكتشف را از انجمن ملي مخترعان در آمريكا دريافت كرد و از آن زمان مسؤول پروژه هاي مرتبط با اين امر شد.
*1994
دكتر پلانكت در 84 سالگي در گذشت.
*2006
شركت توليد كننده ظروف تفال در آمريكا متعهد شد كه زباله هاي شيميايي كارخانه هاي خود را وارد طبيعت نكند. زيرا انجمن هاي محيط زيستي در آمريكا نسبت به وارد شدن تركيبات فلئور به طبيعت ابراز نگراني كرده بودند.
*توليد بليز پاسكال
19ژوئيه (29خرداد)1623
يك رياضيدان و فيزيكدان بسيار برجسته فرانسوي است. او بنيانگذار نظريه ي احتمال نوين است. همچنين در هيدروديناميك براي نخستين بار توانست كميتي به نام فشار پاسكال را طراحي كند. او براي اولين بار ماشين حساب را براي كمك به پدرش كه يك حسابدار مالياتي بود اختراع كرد. ماشين حساب اختراعي اش به مدت سه سال كار مي كرد. همچنين در رياضيات توانست دومين فردي باشد كه بعد از خيام به ساختار مثلت خيام - پاسكال دست پيدا كند. پاسكال عمر زيادي نكرد و در 29 سالگي به دليل نقض هاي مادرزادي اي كه در استخوان هاي خود داشت درگذشت.
*تولد لرد كلوين
28ژوئيه (5تير)1824
نام اصلي وي ويليام تامسون است. او يك فيزيكدان، مهندس و رياضيدان بسيار برجسته بوده كه در فعاليت هاي علمي او در زمينه دما و ترموديناميك مانند نيوتن در زمينه قوانين مكانيك كاملا بي نظير است. او در دانشگاه گلاسكو اسكاتلند براي مدت بيش از نيم قرن استاد بوده است. نام كلوين نه فقط به خاطر كشف دماي صفر مطلق و نظريه جنبشي ماده كه منجر به كشف قانون صفرم ترموديناميك شد بلكه به خاطر فعاليت هاي او در زمينه ديگري چون كابل هاي تلفن و تخمين زدن عمر زمين از روي درجه خنك شدن آن حائز اهميت زيادي است. به دليل فعاليت هاي بي نظير علمي اش به او لقب لرد داده اند. وي نام كلوين را از روي رودخانه اي به نام كلوين در نزديكي گلاسكو براي خود برگزيده بود.
*دريافت درجه دكترا مادام كوري
25ژوئيه (2تير) 1903
در اين روز مادام كوري، فيزيكدان برجسته لهستاني موفق شد تا مدرك دكتراي فيزيك خود را از دانشگاه سورين فرانسه دريافت كند وبه عنوان نخستين زن چند سال بعد در آنجا يك كرسي استادي به نام خود و به جاي همسر مرحومش پير كوري ثبت كند. مادام كوري و پير كوري به همراه مانري بكرل در همان سال توانستند جايزه نوبل فيزيك را هم مشتركا به خاطر كشف راديوم و تركيبات راديو اكتيو از آن خود كنند. مادام كوري همچنين يك عنصر راديواكتيو ديگر به نام پلونويوم را هم كشف كرده كه نام آن را از روي كشور خود لهستان يا پولند برداشته است. او بر اثر كارد زياد با پرتو راديوم چندان عمر نكرد.
منبع: نشريه دانستنيها شماره 31