Igor Petrushenko /

polymerer findes i mange former. Mange mennesker kender til de syntetiske menneskeskabte polymerer, der ses i hverdagen – ofte i form af plastprodukter – men der er også en overflod af naturlige og biologiske polymere materialer. Inden for naturlige og biologiske polymerer er en bestemt klasse kendt som kulhydratpolymerer, og i denne artikel vil vi se på nogle af de applikationer, hvor kulhydratpolymerer anvendes.

der findes mange forskellige typer kulhydratpolymerer i hele kroppen og andre biologiske materialer, ofte i form af polysaccharider – lange kæder af cykliske sukkergrupper forbundet via en iltbro. Kulhydrater er ofte disaccharider, som er to cykliske sukkerenheder bundet sammen, og disse kulhydratmolekyler kan udvides yderligere til polysaccharidbiomolekyler. Disse polysaccharider kan have meget lange molekylære længder og kaldes ofte kulhydratpolymerer.

mens der er mange forskellige kulhydratpolymerer, grupperes de ofte i reserve kulhydratpolymerer, strukturelle kulhydratpolymerer og beskyttende kulhydratpolymerer; afhængigt af funktionen inde i kroppen, som de udfører. De mest almindelige kulhydratpolymerer, der findes i naturen, er cellulose, stivelse, dekstrin og cyclodekstriner, chitin og chitosan, hyaluronsyre og forskellige tandkød (carrageenan, ksanthan osv.).

Kulhydratpolymerer er et miljøvenligt svar på syntetiske polymerer, har en lav pris, findes i overflod, kan fornyes og kan let modificeres til at fremstille materialer med overlegne egenskaber. Af disse grunde har der været stor interesse i de senere år omkring anvendelse af kulhydratpolymerer i forskellige kommercielle applikationer.

nedenfor vil vi se på nogle af de mere udbredte anvendelser af disse almindelige kulhydratpolymerer, men det er ikke en udtømmende liste.

lægemiddelafgivelse

da kulhydratpolymerer er biomolekyler, der findes i kroppen, har de potentialet til at være fremragende lægemiddelafgivelseskar på grund af deres iboende biokompatibilitet og evne til at udskilles fra kroppen, efter at lægemidlerne er leveret.

de skal først ændres, men som et rå udgangsmateriale har visse materialer et stort potentiale, hvor hyaluronsyre og chitosan fører an. Disse materialer er blevet brugt til at skabe hydrogeler, liposomer, mikropartikler og granulater, der kan bære en lang række lægemidler gennem dermale og orale leveringsveje.

ud over at levere lægemidler og stadig inden for det medicinske område er hyaluronsyre også blevet brugt i medicinske sårforbindelser.

korrosionsbestandighed

Kulhydratpolymerer er også blevet udråbt som en klasse af molekyler, der kan forhindre metaller i at korrodere ved at fungere som en kemisk hæmmer. Kemiske hæmmere kan bruges til at beskytte metaller mod ændringer i pH, temperatur og fugt samt eventuelle ændringer i enheden, hvor de bruges – såsom ændringer i elektrolytten i et batterisystem.

Kulhydratpolymerer afprøves over andre kemikalier, fordi de er mindre giftige, af lavere omkostninger, er mindre barske for miljøet, når de først er brugt (øko-venligere) og er let tilgængelige. Mange kulhydratpolymerer har en unik inhiberingsmekanisme til at modvirke korrosion, hvor de har specifikke absorptionscentre, der kan absorbere forskellige molekyler, der får metallet til at korrodere.

det hæmmende center skyldes, at de cykliske ringe i de lange kæder er i stand til at danne bindinger med de indkommende molekyler og således fange de korrosionsfremkaldende molekyler.

katalyse

Kulhydratpolymerer har også potentiale i heterogen katalyse – det vil sige katalyse, hvor katalysatoren er i en anden stoftilstand / fase end reaktanterne, f. eks., en fast overflade med flydende reaktanter.

anvendelsen af kulhydratpolymerer er udvidet til at anvende stivelse, cellulose og chitosan som katalytiske overflader, hvor kulhydratpolymererne fungerer som en understøtningsoverflade for reaktionen at finde sted på.

der er mange grunde til at prøve kulhydratpolymerer i katalyse applikationer, herunder den lethed, hvormed de fysiske og kemiske egenskaber kan indstilles, tilstedeværelsen af ønskelige funktionelle grupper, lav toksicitet og høj termisk stabilitet.

brændselsceller

et andet område af interesse er brændselsceller. I brændselscelleanvendelser er chitosan, stivelse, cellulose og glykogencarbohydratpolymer blevet anvendt som udgangsmateriale i alternative syntetiske veje for at give nye billige og miljøvenlige polymerelektrolytter. I disse applikationer skal deres mål ikke være mere effektivt, men give et mindre giftigt og billigere alternativ til status.

Chitosan er også blevet udråbt som et materiale, der kan bruges i protonbyttermembranen i brændselsceller, da dets fysiske og kemiske egenskaber let kan ændres, så de passer til de krav, der kræves i disse membraner, såsom lav methanolpermeabilitet og hydrofobicitet.

kilder og yderligere læsning

• “seneste udvikling om anvendelse af Kulhydratpolymerer” – Olatunde O. C. og M. A., IOSR Journal of Applied Chemistry, 2018, DOI: 10.9790/5736-1107016880

ansvarsfraskrivelse: De synspunkter, der udtrykkes her, er forfatterens synspunkter udtrykt i deres private kapacitet og repræsenterer ikke nødvendigvis synspunkterne fra AZoM.com ejeren og operatøren af denne hjemmeside. Denne ansvarsfraskrivelse er en del af Vilkårene og betingelserne for brug af denne hjemmeside.

citater