학습 목표
- 화학이 의학에 기여한 공헌을 기술한다.
- 화학이 현대 농업의 성공에 기여한 방법을 기술한다.
- 화학이 재료 개발에 기여한 방법 목록.
의학 화학
화학은 의학에 어떻게 기여 했습니까?
당뇨병은 신체가 포도당(설탕 성분)을 사용할 수 없다는 것을 특징으로하는 질병입니다. 포도당은 신체의 모든 세포에 생화학 적 에너지를 제공하는 데 필요합니다. 몸이 포도당을 사용하여 에너지를 만들 수 없을 때,결국 죽음에 지도하는 필요한 에너지를 제공하기 위하여 지방과 단백질을 나누는 것을 시작됩니다.
당뇨병은 췌장이 포도당이 세포로 들어가서 생화학 적 에너지에 사용되는 단백질 인 인슐린을 만드는 능력을 상실한 결과입니다. 프레드릭 생어,영국의 생화학,그에게 인슐린 분자의 구조를 준 실험을 수행 할 때 당뇨병에 대한 우리의 이해를 둘러싼 퍼즐의 핵심 조각이왔다. 생어는 기본적인 화학 기술과 반응을 사용했으며 연구를 완료하는 데 12 년이 걸렸습니다. 오늘날 그의 접근 방식을 기반으로 한 자동화 된 장비는 며칠 만에 동일한 분석을 수행 할 수 있습니다. 생어는 인슐린 연구를 위해 1958 년 노벨 화학상을 수상했습니다.
건강 관리에 대한 주요 기여는 화학에 의해 이루어졌습니다. 신약의 개발에는 새로운 화합물의 화학 분석 및 합성이 포함됩니다. 최근의 많은 텔레비전 프로그램은 화학자들에 의해 생산 된 많은 수의 신약을 광고합니다.
그림 1. 질병 치료 용 약물.
새로운 약물의 개발은 길고 복잡합니다. 질병의 화학뿐만 아니라 약물이 인체에 미치는 영향을 연구해야합니다. 약물은 동물에서 잘 작동 할 수 있지만 인간에서는 효과가 없습니다. 질병을 치료하는 데 도움이되는 것처럼 보이는 100 가지 약물 중 작은 소수만이 실제로 안전하고 효과적인 것으로 밝혀졌습니다.
화학은 수술 용 재료(봉합,인공 피부 및 멸균 재료)의 준비 및 사용에 기여합니다. 오늘날 많은 수술에 사용되는 봉합은 제거 할 필요가 없습니다,단순히 일정 기간 후 몸에 용해하기 때문에. 심장 및 수술의 다른 유형에 대한 교체 혈관은 종종 조직과 반응하지 않는 화학 물질의 확인,그래서 그들은 몸에 의해 거부되지 않습니다. 인공 피부는 화상 환자를 위해 인간의 피부를 대체하는 데 사용할 수 있습니다.
그림 2. 수술 절차.
임상 실험실 테스트는 분석을 위해 다양한 화학 기술 및 계측을 사용합니다. 임상 실험실 테스트를 통해”콜레스테롤이 높습니까?”그리고”당뇨병이 있습니까?”일부 실험실 테스트는 간단한 기술을 사용합니다. 다른 프로세스에는 많은 수의 환자 샘플에 대한 측정을 수행하기 위해 데이터의 복잡한 장비 및 컴퓨터 분석이 포함됩니다.
그림 3. 실험실 테스트를위한 혈액 샘플.
실험실 테스트는 화학에 있는 발달 때문에 국부적으로 약국 또는 식료품점에 왔다. 당신은(화학 또한 인슐린을 생산하는 데 사용되는 관리 얼마나 많은 인슐린을 조절하는 당뇨병 환자를 허용,혈액 샘플에 화학 테스트를 실행하고 포도당이 존재하는 방법을 알려주는 간단한 휴대용 장치를 사용하여 혈당을 테스트 할 수 있습니다 약물을 관리하는 일회용 주사기).
그림 4. 혈당 검사 장치.
요약
- 화학은 의료 분야에서 많은 응용 분야를 찾습니다.
- 의약품의 개발에는 많은 복잡한 화학 과정이 포함됩니다.
- 화학은 수술에 사용되는 재료를 만드는 데 사용됩니다.
- 많은 실험실 테스트는 화학 기술을 기반으로합니다.
연습
이 리소스를 사용하여 다음 질문에 답하십시오:
http://www.scribd.com/doc/2187/Chemistry-and-medicines
- 항생제는 무엇입니까?
- 진통제는 무엇을합니까?
- 방부제는 항생제와 어떻게 다른가요?
검토
- 당뇨병 환자에서 누락 된 화학 물질은 무엇입니까?
- 누가 인슐린의 구조를 발견 했습니까?
- 신약 개발을 위해 연구해야 할 두 가지는 무엇입니까?
- 화학이 수술 환자에게 도움이 된 두 가지 영역 목록
- 지역 약국에서 구입 한 재료를 사용하여 어떤 혈액 검사를 시행 할 수 있습니까?
농업
화학은 어떻게 작물의 성공을 돕는가?
봄에는 많은 사람들이 정원을 심기 시작합니다. 그들은 카탈로그에 있는 광고를 보거나 아이디어를 얻기 위하여 국부적으로 상점의 뜰을 만드는 단면도를 물색한다. 정원에있는 적당한 장소는 선정되고,씨 또는 식물은 토양에서두고,그 후에 기다린다. 작은 가정 정원 또는 큰 1000 에이커 농장 인지 화학 작물의 성공에 크게 기여 한다.
작물은 좋은 성장을 위해 세 가지가 필요합니다:물,토양의 영양소,곤충과 같은 포식자로부터의 보호. 화학은 세 가지 영역 모두에서 큰 공헌을했습니다. 물 정화는 토양을 오염시키는 염분과 오염 물질을 제거하기 위해 여러 가지 화학적 및 물리적 기술을 사용합니다. 토양의 화학 분석을 통해 재배자는 영양소가 부족한 것을 볼 수 있으므로 추가 할 수 있습니다. 봄에는 식료품 점,철물점 및 원예 센터에는 토양을 풍부하게하고 원치 않는 식물을 유지하는 비료 및 잡초 살인자가 포함 된 가방이 많이 쌓여 있습니다. 이 같은 상점은 또한 식물에 간식을 먹을 수있는 곤충에 대한 여러 가지 스프레이 또는 고체 치료법을 제공합니다.
그림 5. 아이다호 밀 필드입니다.
물 정화
물 6. 담수화 장비.
신선한 물 좋은 작물에 대 한 필수적입니다. 세계의 일부 지역에서는,이 작업을 수행 할 수있는 충분한 비가있다. 다른 지역에서 물 작물 성장할 것 이다 그래서 제공 되어야 합니다. 전 세계적으로 관개는 농지의 약 18%를 차지하며 작물의 약 40%를 생산합니다. 세계의 많은 지역에서 깨끗한 물 공급원은 담수화 과정에 의해 제공됩니다.
물 처리 염을 제거 하 고 결과 물 성장 하는 식물을 해 하는 물질로 토양을 오염 하지 않고 관개에 사용할 수 있습니다.
토양 영양분
그림 7. 남자는 토양에 화학 물질을 확산.
세계의 많은 지역에서 토양은 필수 영양소가 부족합니다. 인 칼륨,칼슘 및 마그네슘과 같은 다수 무기물은 좋은 식물 성장을 일으키는 원인이 되기 위하여 충분히 큰 총계에서 출석하지 않을지도 모릅니다. 질소는 좋은 작물에 매우 중요합니다.
토양 분석은 다양한 실험실에서 가능합니다. 지역 대학 확장 서비스는 토양의 구성에 관한 귀중한 정보를 제공 할 수 있으며 필요한 영양소의 종류와 양에 관한 제안을 할 것입니다. 비료를 구입하여 토양에 첨가하여 풍부하게하고 작물의 더 나은 수확량을 보장 할 수 있습니다.
곤충 방제
작물이 잘 자라더라도 여전히 곤충이나 해충 피해의 가능성이 있습니다. 곤충 또는 해충 작물을 소비할 수 있습니다 또는 어디 그것은 잘 성장 하지 것입니다 지점에 손상 될 수 있습니다. 군충의 침입은 옥수수와 곡물 작물에 큰 피해를 줄 수 있습니다. 진딧물과 볼 바구미는 면화 작물의 주요 포식자입니다. 이 유해물을 통제하는 실패는 농부에 대폭적인 작물 손상 그리고 재정 손실 귀착될 것이다.
화학자와 다른 과학자들이 이러한 모든 해충을 다루기 위해 다양한 살충제를 개발했습니다. 기본적인 접근은 농약이 유해물에 있는 약간 생화확적인 과정과 방해해 달라고 하기 위한 것이다. 이상적으로 살충제는 다른 생물체에 영향을 미치지 않지만 항상 그런 것은 아닙니다. 살충제를 사용할 때 라벨을 읽고 모든 예방 조치를 준수하는 것이 매우 중요합니다.
요약
- 식물 영양소는 좋은 식물 성장에 매우 중요합니다.
- 토양의 화학 분석은 농부 또는 정원사에게 필요한 영양소를 알려줄 수 있습니다.
- 화학자들은 육군 벌레와 볼 바구미와 같은 식물 포식자를 죽일 많은 살충제를 개발했습니다.
연습
이 리소스를 사용하여 다음 질문에 답하십시오:
http://www.ncagr.gov/cyber/kidswrld/plant/nutrient.htm
- 다량 영양소는 무엇입니까?
- 미량영양소란?
- 각 종류의 영양소의 두 가지 예를 나열
- 이 영양소들 각각은 식물을 위해 무엇을합니까?
검토
- 작물이 좋은 성장을 위해 필요한 세 가지를 나열하십시오.
- 농업에 사용되는 물 중 얼마나 많은 양이 관개에 의해 제공됩니까?
- 관개를 사용하여 재배되는 작물의 비율은 얼마입니까?
- 왜 영양분을 토양에 첨가해야합니까?
- 살충제는 어떻게 작동합니까?
재료
화학은 우리가 입는 옷에 어떤 영향을 미칩니 까?
화학 연구를 사용하여 만든 케블라 조끼는 종종 놀라움으로 가득합니다. 그러한 놀람 중 하나는 듀폰 화학 회사의 스테파니 쿨 렉에게 왔습니다. 그녀는 폴리머로 알려진 물질의 종류에 일하고 있었다. 이 화학제품은 주변에 잠시 동안 이고 직물의 신형을 위해 사용되고 있었다. 콸렉은 강력하고 단단한 석유 제품을 찾고 있었다. 그녀는 당신의 평균 폴리머처럼 보이지 않는 재료를 내놓았다. 그러나 그녀는 직감을 연주하고 스레드로 만든했다. 이 새로운 물질은 당시 알려진 중합체의 약 9 배의 강성을 가졌습니다. 추가 연구 및 개발로 인해 방탄복,현재 방탄복에 널리 사용되는 재료(위 그림 참조). 또한 케블라는 레이싱 돛,자동차 타이어,브레이크 및 소방관이 착용하는 내화성 의류에 광범위하게 적용되었습니다.
전자공학
그림 9. 액정 디스플레이 계산기.
화학자들은 새로운 재료의 설계 및 생산에 관여합니다. 화학자들이 최근 몇 년 동안 발견하거나 개발하는 데 도움을 준 재료 중 일부는 폴리머,세라믹,접착제,코팅 및 액정을 포함합니다. 액정은 시계 및 계산기에서와 같이 전자 디스플레이에 사용됩니다. 실리콘 기반 컴퓨터 칩은 현대 사회에 혁명을 일으켰으며 화학자들은 설계 및 지속적인 개선에 핵심적인 역할을 해왔습니다. 아래 표시된 계산기는 액정 디스플레이와 장치 내부의 칩을 모두 사용합니다.
초전도체
많은 화학자들이 현재 초전도 분야에서 일하고 있다. 초전도체는 100%효율로 전기를 전도할 수 있는 물질이며,이는 구리 케이블과 같은 기존의 전도성 물질과 마찬가지로 전기 전송 중에 에너지가 손실되지 않는다는 것을 의미합니다. 과제는 매우 낮은 온도에서만 초전도 할 수있는 것과는 반대로 상온에서 초전도체 역할을 할 수있는 재료를 설계하는 것입니다.
의류
그림 10. 나일론 주걱.
우리 옷의 재료를 구성하는 섬유는 자연적이거나 인간이 만든 섬유입니다. 실크와면은 천연 섬유의 예가 될 것입니다. 실크는 누에 의해 생성되고 면은 식물로 성장됩니다. 인간이 만든 직물에는 나일론,올론 및 기타 여러 폴리머가 포함됩니다. 이 물질은 석유 제품에서 발견되는 탄화수소로 만들어집니다. 합성 고분자는 신발,레이어어 및 캠핑 용품에도 사용됩니다. 합성 직물은 자연적인 그들 보다는 더 가볍 경향이 있고 그(것)들을 물 저항하는 및 튼튼하게 하기 위하여 대우될 수 있습니다.
원래 직물로 개발 된 재료는 다양한 용도로 사용되고 있습니다. 나일론은 다수 플라스틱 기구안에 발견된다. 그것의 힘 및 라이트급 선수의 이점을 가지고 가는,나일론은 밧줄,어망,천막 및 낙하산의 분대입니다.
요약
- 화학자들은 전자,초전도,섬유 및 기타 응용 분야를위한 재료를 생산합니다.
연습
아래 링크를 사용하여 다음 질문에 답하십시오:
http://library.thinkquest.org/C004179/nylon.htm
- 누가 나일론을 개발 했습니까?
- 그는 어떤 회사에서 일 했습니까?
- 나일론의 3 개의 재산을 목록으로 만드십시오.
검토
- 누가 케블라를 개발 했습니까?
- 액정은 어디에 사용됩니까?
- 초전도체란?
- 합성 고분자는 무엇으로 만들어 집니까?
용어집
- 담수화:세계 여러 지역에서 가장 깨끗한 물 공급원이 이 과정에 의해 제공됩니다.
- 당뇨병:포도당(테이블 설탕의 성분)을 사용하는 신체의 무능력을 특징으로하는 질병.
- 인슐린: 포도 당 세포를 입력 하 고 생 화 확 적인 에너지에 대 한 사용 하는 데 도움이 단백질.
- 케블라:방탄복에 널리 사용되는 재료. 또한,레이싱 돛,자동차 타이어,브레이크 및 소방 관에 의해 착용 하는 화재 방지 의류에 광범위 한 응용 프로그램을 발견 했다.
- 액정:시계 및 계산기에서와 같이 전자 디스플레이에 사용됩니다.
- 영양소:유기체가 자랄 수있게 해주는 비타민과 미네랄.
- 나일론:인간이 만든 직물. 물자는 석유 제품에서 찾아낸 탄화수소에게서 합니다. 그것은 다양 한 플라스틱 기구에서 발견 된다. 그것의 힘 및 라이트급 선수의 이점을 가지고 가는,나일론은 밧줄,어망,천막 및 낙하산의 분대입니다.
- 살충제:식물 포식자를 죽일 화학 물질. 식물 포식자의 간섭없이 식물 성장을 보존하기 위해 개발되었습니다.
- 초전도체:100%효율로 전기를 전도 할 수 있는 재료로서,구리 케이블과 같은 기존의 전도성 물질에서 발생하는 것처럼 전기 전송 중에 에너지가 손실되지 않는다는 것을 의미합니다.