3小時讀通機能有機化合物  

3小時讀通機能有機化合物

齋藤勝裕 / 著
劉廣定 / 審訂
ISBN:9865779276
出版者:世茂
出版日期:2014-5-2

【內容簡介】

化學原理、實例解說與生動圖解!

有機化合物不只是化學,更是生活!

從奧妙多元的機能有機化合物開始

領略化學的樂趣!

 

了解機能有機化合物,掌握科技發展,解讀各大商品的奧秘!

發熱衣不只是廣告噱頭?

縫雙眼皮可以不用拆線?

胸罩弦圈如何服貼身體?

炸藥其實具有驚人療效?

搭電梯也能到達外太空?

芳香療法真的有效果嗎?

為何隱形眼鏡具透氧性?

 

不了解有機化合物,別說你是化學迷!

懂了有機化合物,不迷上化學都不行!

 

一次掌握:化學式、化學原理、實際應用、未來趨勢!

 

碳元素能夠無盡地相連,因此有機化合物的種類多到數不清。

發光、顯色、產生能量、製造塑膠、拯救人命……這些都是有機化合物的機能!

毫無頭緒地探索,參透不了有機化合物的魅力,

唯有生動的解說、清晰的圖解,有系統地從機能著手,

才能連結生活、享受樂趣、學習原理,

活化你的科學腦!

 

有機化合物構成的物質很多,本書介紹了對日常生活有益處的種類──機能有機化合物。影印機等辦公室事務機、有機發光層、液晶電視、傳統的染色技術與一般家庭用的漂白劑,人工器官或用於藥物投遞系統的囊泡,以及2010年獲頒諾貝爾化學獎的偶合反應,都是機能有機化合物的應用。

  本書用生動的圖解,讓讀者能夠全方面地認識有機化合物,無論是最先進的科技產物或是日常生活的妙用,都不放過!

 

【目錄】

前言

 

1發光的有機化合物
1-1 會發光的有機化合物

1-2 檢驗犯罪現場的有機化合物:魯米諾反應
1-3 獲頒諾貝爾獎的有機化合物:水晶水母
1-4 發光提醒的有機化合物:螢光感應劑
1-5 讓整面牆發光的有機化合物:有機發光層燈
1-6 能捲起收納的有機化合物:有機發光層電視
1-7 支援電子影印的有機化合物
1-8 實現照片的拍攝和成像的有機化合物


2顯色的有機化合物
2-1 顯色的有機化合物

2-2 有機化學的藝術品:壓克力顏料
2-3 染色用的有機化合物:藍染的秘密
2-4 染色用的有機化合物:泥染的秘密
2-5 羅馬皇帝愛用的有機染料:貝紫
2-6 恢復潔白的有機化合物:漂白劑
2-7 閃耀白光的有機化合物:螢光染料
2-8 染髮用的有機化合物

專欄:紅花


3產生能量的有機化合物
3-1 化石燃料和能源:起源是有機還是無機

3-2 煤炭和能源
3-3 石油和能源
3-4 天然氣和能源
3-5 頁岩油和油砂
3-6 烷水合物和能源
3-7 燃料電池和能源
3-8 太陽能電池和能源
3-9 有機太陽能電池和能源
專欄:甲烷水合物


4塑膠的機能
4-1 變柔軟的有機化合物

4-2 不軟化的有機化合物
4-3 導電的有機化合物
4-4 形狀記憶的有機化合物
4-5 海水淡化的有機化合物
4-6 治療蛀牙的有機化合物
4-7 用於印刷的有機化合物
4-8 發聲用的有機化合物
4-9 水族館值得注目的有機化合物
專欄:高分子的種類

 

5液晶和分子薄膜的機能
5-1 液晶是小河裡的鏘魚

5-2 顯示溫度的液晶貼片
5-3 因電流改變的液晶方向
5-4 液晶電視的構造
5-5 分子薄膜是朝會的小學生
5-6 洗滌用的分子薄膜
5-7 形成細胞膜的有機化合物
5-8 將藥送到患部的有機化合物:DDS
5-9 作為抗癌劑的有機化合物

專欄:柔軟性結晶

6超分子的機能
6-1 超分子是什麼

6-2 從海水掏金的有機化合物
6-3 封住芥末味道的有機化合物
6-4 製造皮膚的有機化合物
6-5 形成單分子機械的超分子
6-6 形成超導體的有機化合物
6-7 吸附磁鐵的有機化合物
6-8 光合作用是熱門連續劇
6-9 搭電梯前往太空站

專欄:製造生物體的物質


7有機化合物令人驚奇的機能
7-1 會爆炸的有機化合物:古典炸藥

7-2 會爆炸的有機化合物:新型炸藥
7-3 防止火災的有機化合物
7-4 作不沾鍋的有機化合物
7-5 黏著用有機化合物:瞬間黏著劑
7-6 黏著用有機化合物:加熱黏著劑
7-7 傳達光訊息的有機化合物
7-8 書桌上發揮功能的有機化合物
7-9 不縮水不褶皺的有機化合物
7-10 形成體臭的有機化合物
7-11 溫暖身體的有機化合物
7-12 防靜電的有機化合物
7-13 和金屬作用的有機化合物
7-14 觸媒的作用
7-15 偶合反應
專欄:讓檸檬變甜的機能


8維持生命的有機化合物
8-1 運送氧氣的有機化合物

8-2 控制遺傳的有機化合物
8-3 操縱生物體反應的有機化合物:酵素・輔酵素
8-4 操縱生物體反應的有機化合物:賀爾蒙

8-5 吸引異性的有機化合物:費洛蒙
8-6 傳達情報的有機化合物
8-7 幫助視覺的有機化合物
8-8 幫助嗅覺、味覺的有機化合物
專欄:生命是什麼


9補強生物體機能的有機化合物
9-1 用於眼鏡的有機化合物

9-2 用於隱形眼鏡的有機化合物
9-3 幫助咀嚼的有機化合物
9-4 展現隆乳和濃密黑髮的有機化合物
9-5 為指甲藝術增添色彩的有機化合物
9-6 幫助人工透析・人工肺臟的有機化合物
9-7 作出人工肝臟、人工血管的有機化合物
9-8 作人工皮膚的有機化合物
9-9 幫助人工味覺的有機化合物
專欄:不為黃楊梳子,而成黃楊假牙


10有益健康的有機化合物
10-1 用於芳香療法的有機化合物

10-2 作為減肥甘味料的有機化合物
10-3 作解熱消炎藥的母女檔有機化合物
10-4 從炸藥到狹心症特效藥
10-5 毒氣到抗癌劑
10-6 形成抗癌劑的有機化合物:沙利竇邁
10-7 老人痴呆症治療藥的有機化合物:奎諾仿
10-8 毒性也是有機化合物的功能之一
10-9 對人有用的毒性有機化合物

專欄:諾貝爾化學獎


11有益環境的有機化合物
11-1 沙漠綠化的有機化合物

11-2 將水淨化的有機化合物
11-3 除去汙染的有機化合物
11-4 分解PCB的有機化合物:從三相圖來看
11-5 分解PCB的有機化合物:超臨界狀態
11-6 即溶咖啡的原理(番外篇)
11-7 淨化廢氣的觸媒:三相觸媒
11-8 分解細菌的有機化合物
11-9 有助於土木工程的有機化合物


索引

【作者簡介】

 

齋藤勝裕Saito Katsuhiro

 

生於1945531974年畢業於日本東北大學大學院理學研究科博士課程,其專業為有機化學、物理化學、光化學、高分子化學,現在同時兼任名古屋市立大學特任教授、愛知學院大學客座教授、金城學院大學客座教授、名古屋工業大學名譽教授等職務。主要著作有《易懂有機化學》、《3小時讀通化學熱力學》、《神奇的金屬》《毒與藥的奧秘》《恐怖的有毒物質就在你身邊》、《3小時讀通能源》、《3小時讀通太陽能電池》等。

 

 

【審定者簡介】

 

劉廣定

 

國立台灣大學化學系畢,美國普渡大學博士。

 

曾任國立台灣大學化學系教授、行政院國家科學委員會自然科學發展處處長、國立中央大學化學系主任。

 

現為國立台灣大學化學系名譽教授。

【內容試閱】

發熱衣──遠紅外線放熱型

 用燒紅的石頭烤出的番薯或用備長炭烤熟的鰻魚會這麼好吃的原因,就在於遠紅外線。如同在1-1看到的,遠紅外線在紅外線中波長較長、能量較小,比能量較大的近紅外線更能烤出美味食物,這是因為它的波長較長,能進入物體當中慢慢地加熱。

 這一點對人類來說也是一樣的,比起能量大的紅光或近紅外線,能量小的遠紅外線反而更能讓人感到溫暖。

 利用這個原理的就是遠紅外線放熱纖維。它在纖維的表面塗布能放出遠紅外線的矽酸鋯ZrSiO4,這種物質可以吸收人體放出的近紅外線,使之降低能量再釋放出遠紅外線。此種纖維用於寢具或毛毯。

 

胸罩弦圈──形狀記憶塑膠的原理

 形狀記憶塑膠的原理如下:

形狀記憶階段:將直鏈狀的形狀記憶塑膠加熱成形狀A,在加熱過程中,分子間形成架橋結構。架橋結構會以分子鏈立體固定住塑膠,如同4-2的熱固性塑膠一樣不易變形,這樣就完成形狀記憶了。

成形階段:把上一階段完成的製品再次加熱,使其軟化變成任意形狀B,冷卻後製品就會固定為形狀B。但形狀B只是形狀A不得已的暫定型態,其內部的分子多數處於變形的狀態,應變值極高。

恢復階段:加熱製品B使其軟化,分子獲得自由,恢復成形狀A

形狀記憶塑膠可應用在各種地方。

■利用法用在女性胸罩的弦圈,使弦圈形狀記憶完美的弧形。當穿脫的動作造成弦圈扭曲變形時,只要把胸罩穿上用體溫加溫,弦圈就會恢復到原本的形狀了。

■利用法也可用在管線的接口上。將記憶小口徑的管子放大成形。在施工現場,接續口徑不同的管子時,用吹風機等工具加熱管子,使其恢復到小口徑,就可以使兩個管子固定了。

 

從黃色炸藥到醫藥品

 硝化甘油因作為心絞痛的特效藥而著名,同時也如7-1所見,因被當成黃色炸藥的原料而廣為人知。到底是怎樣的契機,讓人們得知黃色炸藥的原料具有心絞痛特效藥的療效呢?

 硝化甘油的新功效被發現的契機,就是因為黃色炸藥製造工廠的勞務管理很精密嗎?發現的契機如下文所示。

  在黃色炸藥製造工廠中,據說有心絞痛的員工。這個人在做這份工作之前,總會不定期地發病,然而開始工作之後,只會在家發病,在工廠時則變得不會發作。這是因為工廠中有某種東西可以抑制發病,治療心絞痛的功效就是這樣被發現的。因為這個發現,諾貝爾本身也被救了一命。

 硝化甘油具有擴張血管的功效,所以能抑制心絞痛。這是因為硝化甘油在人體內會被分解,生成一氧化氮NO而發揮作用,發現這點的研究者也在1998年獲頒諾貝爾獎。

 

太空電梯──奈米碳管

 奈米碳管是長形管狀物質,大多為兩端閉合的狀態,也有一些是開口的,更有一些不只是一層,而是像俄羅斯娃娃一樣,內部還有好幾層的多層奈米碳管。

 奈米碳管作為有機半導體等,除了被考慮用在電子儀器上,人們還非常期待將之用在結構材料上。要前往太空站,需用太空梭運送人和物資,因此人們有了用電梯來取代太空梭的構想,也就是「宇宙電梯」,而這個想法的重點在於將奈米碳管浸潤在適當的高分子中,製成複合材料的點子。如此一來,人類的夢想就變得更加廣闊了。

 

芳香療法有效嗎?

 聞到好聞的香味會感到幸福;聞到臭味會不舒服,香味具有影響我們心情的功效,而利用這一點的就是使用香草來促進健康的芳香療法。芳香會療癒人的心靈,聞到麝香也會感覺幸福,那聞到其他香味會如何呢?心理上也許會被治癒,但對健康是否有益仍是疑問。

 這樣一想,芳香療法到底只是靠香味造成心理作用,還是分子產生直接且生理的效果呢?真是令人在意。

 

隱形眼鏡的材料──含水性、透氧性

 早期隱形眼鏡的材料是玻璃,為硬式隱形眼鏡,現在則主要是由塑膠製成的軟式隱形眼鏡。

 製作隱形眼鏡的塑膠,初期是右圖的化合物,只用甲基丙烯酸甲酯作成的壓克力樹脂,但現在它只用來作硬式隱形眼鏡;後來陸續改良,現在則是將甲基丙烯酸2-羥乙酯N-乙烯吡咯烷酮,這兩種單位分子以各種比例或順序鍵結形成高分子,以作出更好的材質。

 像這樣將多種單位分子結合形成的塑膠(高分子),一般稱為共聚物copolymer

 使用單位分子②③作出的塑膠,柔軟且含水性高,所以配戴起來很舒適,水分和氧氣都能透過,但是含水率高意味著蛋白質或細菌也會更容易附著滋生。為此,使用矽氧樹脂的矽水膠隱形眼鏡也被開發出來了,替隱形眼鏡做了進一步的改良。

 

 

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