Igor Petrushenko /

I polimeri sono disponibili in molte forme. Molte persone conoscono i polimeri sintetici fatti dall’uomo visti nella vita di tutti i giorni-comunemente sotto forma di prodotti in plastica – ma c’è anche un’abbondanza di materiali polimerici naturali e biologici. All’interno di polimeri naturali e biologici sono una classe specifica conosciuta come polimeri di carboidrati, e in questo articolo, stiamo andando a guardare alcune delle applicazioni in cui vengono utilizzati polimeri di carboidrati.

Ci sono molti diversi tipi di polimeri di carboidrati trovati in tutto il corpo e altri materiali biologici, spesso sotto forma di polisaccaridi – lunghe catene di gruppi di zuccheri ciclici collegati tramite un ponte di ossigeno. I carboidrati sono spesso disaccaridi, che sono due unità di zucchero ciclico legate insieme, e queste molecole di carboidrati possono essere estese ulteriormente in biomolecole polisaccaridiche. Questi polisaccaridi possono avere lunghezze molecolari molto lunghe e sono spesso definiti polimeri di carboidrati.

Mentre ci sono molti diversi polimeri di carboidrati, sono spesso raggruppati in polimeri di carboidrati di riserva, polimeri di carboidrati strutturali e polimeri di carboidrati protettivi; a seconda della funzione all’interno del corpo che svolgono. I polimeri di carboidrati più comuni che si trovano in natura sono cellulosa, amido, destrine e ciclodestrine, chitina e chitosano, acido ialuronico e varie gengive (carragenina, xantano, ecc.).

I polimeri di carboidrati sono una risposta ecologica ai polimeri sintetici, hanno un basso costo, si trovano in abbondanza, sono rinnovabili e possono essere facilmente modificati per produrre materiali con proprietà superiori. Per questi motivi, c’è stato molto interesse negli ultimi anni intorno all’utilizzo di polimeri di carboidrati in varie applicazioni commerciali.

Di seguito, stiamo andando a guardare alcune delle applicazioni più ampiamente utilizzati di questi polimeri di carboidrati comuni, ma non è un elenco esaustivo.

Drug Delivery

Poiché i polimeri di carboidrati sono biomolecole presenti nel corpo, hanno il potenziale per essere eccellenti vasi di somministrazione di farmaci a causa della loro intrinseca biocompatibilità e capacità di essere escreti dal corpo dopo che i farmaci sono stati consegnati.

Devono essere modificati prima, ma come materia prima di partenza, alcuni materiali hanno un grande potenziale, con acido ialuronico e chitosano in testa. Questi materiali sono stati utilizzati per creare idrogel, liposomi, microparticelle e granuli che possono trasportare una vasta gamma di farmaci attraverso vie di consegna dermiche e orali.

Oltre a fornire farmaci, e ancora in campo medico, l’acido ialuronico è stato utilizzato anche nelle medicazioni per ferite mediche.

Resistenza della corrosione

I polimeri del carboidrato inoltre sono stati propagandati come classe di molecole che possono impedire i metalli corrodersi fungendo da inibitore chimico. Gli inibitori chimici possono essere utilizzati per proteggere i metalli dalle variazioni di pH, temperatura e umidità, nonché da eventuali cambiamenti nel dispositivo in cui vengono utilizzati, come i cambiamenti nell’elettrolito all’interno di un sistema di batterie.

I polimeri di carboidrati vengono sperimentati rispetto ad altri prodotti chimici perché sono meno tossici, di costo inferiore, sono meno aggressivi per l’ambiente una volta utilizzati (più ecologici) e sono facilmente disponibili. Molti polimeri di carboidrati hanno un meccanismo di inibizione unico per contrastare la corrosione, dove hanno centri di assorbimento specifici in grado di assorbire varie molecole che causerebbero la corrosione del metallo.

Il centro inibente è dovuto agli anelli ciclici nelle lunghe catene che sono in grado di formare legami con le molecole in arrivo, intrappolando così le molecole che inducono corrosione.

Catalisi

I polimeri di carboidrati hanno anche un potenziale nella catalisi eterogenea, cioè nella catalisi in cui il catalizzatore si trova in uno stato/fase di materia diverso dai reagenti, ad es., una superficie solida con reagenti liquidi.

L’uso di polimeri di carboidrati si è esteso all’utilizzo di amido, cellulosa e chitosano come superfici catalitiche, dove i polimeri di carboidrati fungono da superficie di supporto per la reazione.

Ci sono molte ragioni per provare polimeri di carboidrati nelle applicazioni di catalisi, tra cui la facilità con cui le proprietà fisiche e chimiche possono essere sintonizzate, la presenza di gruppi funzionali desiderabili, bassa tossicità e alta stabilità termica.

Celle a combustibile

Un’altra area di interesse sono le celle a combustibile. Nelle applicazioni a celle a combustibile, il chitosano, l’amido, la cellulosa e il polimero di carboidrati di glicogeno sono stati utilizzati come materiale di partenza in percorsi sintetici alternativi, per produrre nuovi elettroliti polimerici a basso costo ed ecologici. In queste applicazioni, il loro obiettivo non deve essere più efficiente, ma fornire un’alternativa meno tossica e più economica allo status quo.

Il chitosano è stato anche pubblicizzato come materiale che può essere utilizzato nella membrana a scambio protonico nelle celle a combustibile poiché le sue proprietà fisiche e chimiche possono essere facilmente modificate per soddisfare i requisiti richiesti in queste membrane, come la bassa permeabilità al metanolo e l’idrofobicità.

Fonti e ulteriori letture

• “Recenti sviluppi sull’applicazione dei polimeri di carboidrati”- Olatunde O. C. e Azeez M. A., IOSR Journal of Applied Chemistry, 2018, DOI: 10.9790/5736-1107016880

Disclaimer: Le opinioni qui espresse sono quelle dell’autore espresse a titolo privato e non rappresentano necessariamente le opinioni di AZoM.com Limited T / A AZoNetwork il proprietario e gestore di questo sito web. Questo disclaimer fa parte dei Termini e delle condizioni d’uso di questo sito web.

Citazioni