Igor Petrushenko /

Les polymères se présentent sous de nombreuses formes. Beaucoup de gens connaissent les polymères synthétiques fabriqués par l’homme que l’on voit dans la vie quotidienne – généralement sous la forme de produits en plastique – mais il existe également une abondance de matériaux polymères naturels et biologiques. Dans les polymères naturels et biologiques, il existe une classe spécifique connue sous le nom de polymères glucidiques, et dans cet article, nous allons examiner certaines des applications où les polymères glucidiques sont utilisés.

Il existe de nombreux types de polymères glucidiques dans tout le corps et d’autres matériaux biologiques, souvent sous la forme de polysaccharides – de longues chaînes de groupes de sucres cycliques reliées par un pont d’oxygène. Les glucides sont souvent des disaccharides, qui sont deux unités de sucre cycliques liées ensemble, et ces molécules de glucides peuvent être étendues plus loin dans des biomolécules de polysaccharides. Ces polysaccharides peuvent avoir de très longues longueurs moléculaires et sont souvent appelés polymères glucidiques.

Bien qu’il existe de nombreux polymères glucidiques différents, ils sont souvent regroupés en polymères glucidiques de réserve, polymères glucidiques structuraux et polymères glucidiques protecteurs; en fonction de la fonction à l’intérieur du corps qu’ils remplissent. Les polymères glucidiques les plus courants que l’on trouve dans la nature sont la cellulose, l’amidon, les dextrines et les cyclodextrines, la chitine et le chitosane, l’acide hyaluronique et diverses gommes (carraghénane, xanthane, etc.).

Les polymères glucidiques sont une réponse écologique aux polymères synthétiques, ont un faible coût, se trouvent en abondance, sont renouvelables et peuvent être facilement modifiés pour fabriquer des matériaux aux propriétés supérieures. Pour ces raisons, l’utilisation de polymères glucidiques dans diverses applications commerciales a suscité beaucoup d’intérêt ces dernières années.

Ci-dessous, nous allons examiner certaines des applications les plus largement utilisées de ces polymères glucidiques courants, mais il ne s’agit pas d’une liste exhaustive.

Administration de médicaments

Comme les polymères glucidiques sont des biomolécules présentes dans le corps, ils ont le potentiel d’être d’excellents vaisseaux d’administration de médicaments en raison de leur biocompatibilité inhérente et de leur capacité à être excrétés du corps après l’administration des médicaments.

Ils doivent d’abord être modifiés, mais en tant que matière première de départ, certains matériaux ont un grand potentiel, avec l’acide hyaluronique et le chitosane en tête. Ces matériaux ont été utilisés pour créer des hydrogels, des liposomes, des microparticules et des granules pouvant transporter une large gamme de médicaments par voie cutanée et orale.

En plus d’administrer des médicaments, et toujours dans le domaine médical, l’acide hyaluronique a également été utilisé dans les pansements médicaux.

Résistance à la corrosion

Les polymères glucidiques ont également été présentés comme une classe de molécules qui peuvent empêcher les métaux de se corroder en agissant comme un inhibiteur chimique. Les inhibiteurs chimiques peuvent être utilisés pour protéger les métaux contre les changements de pH, de température et d’humidité, ainsi que contre tout changement dans l’appareil où ils sont utilisés, comme les changements d’électrolyte dans un système de batterie.

Les polymères glucidiques sont testés sur d’autres produits chimiques parce qu’ils sont moins toxiques, moins coûteux, moins nocifs pour l’environnement une fois utilisés (plus respectueux de l’environnement) et sont facilement disponibles. De nombreux polymères glucidiques ont un mécanisme inhibiteur unique pour contrer la corrosion, où ils ont des centres d’absorption spécifiques qui peuvent absorber diverses molécules qui provoqueraient la corrosion du métal.

Le centre inhibiteur est dû au fait que les cycles cycliques des longues chaînes peuvent former des liaisons avec les molécules entrantes, piégeant ainsi les molécules induisant la corrosion.

Catalyse

Les polymères glucidiques ont également un potentiel en catalyse hétérogène, c’est-à-dire une catalyse où le catalyseur est dans un état / phase de matière différent des réactifs, par ex., une surface solide avec des réactifs liquides.

L’utilisation des polymères glucidiques s’est étendue à l’utilisation de l’amidon, de la cellulose et du chitosane comme surfaces catalytiques, où les polymères glucidiques agissent comme une surface de support sur laquelle la réaction doit avoir lieu.

Il existe de nombreuses raisons pour tester les polymères glucidiques dans les applications de catalyse, notamment la facilité avec laquelle les propriétés physiques et chimiques peuvent être ajustées, la présence de groupes fonctionnels souhaitables, une faible toxicité et une stabilité thermique élevée.

Piles à combustible

Les piles à combustible sont un autre domaine d’intérêt. Dans les applications de piles à combustible, le chitosane, l’amidon, la cellulose et le polymère glucidique de glycogène ont été utilisés comme matériau de départ dans des voies de synthèse alternatives, pour produire de nouveaux électrolytes polymères à faible coût et plus écologiques. Dans ces applications, leur objectif n’est pas d’être plus efficace, mais de fournir une alternative moins toxique et moins coûteuse au statu quo.

Le chitosane a également été présenté comme un matériau pouvant être utilisé dans la membrane échangeuse de protons des piles à combustible, car ses propriétés physiques et chimiques peuvent être facilement modifiées pour répondre aux exigences requises dans ces membranes, telles que la faible perméabilité au méthanol et l’hydrophobie.

Sources et lectures complémentaires

• « Développements récents sur l’application des polymères glucidiques” – Olatunde O. C. et Azeez M. A., IOSR Journal of Applied Chemistry, 2018, DOI: 10.9790/5736-1107016880

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Citations