Igor Petrushenko /

polymeren zijn er in vele vormen. Veel mensen weten over de synthetische door de mens gemaakte polymeren die in het dagelijks leven worden gezien-gewoonlijk in de vorm van plastic producten – maar er is ook een overvloed aan natuurlijke en biologische polymere materialen. Binnen natuurlijke en biologische polymeren is een specifieke klasse bekend als koolhydraatpolymeren, en in dit artikel gaan we kijken naar enkele toepassingen waar koolhydraatpolymeren worden gebruikt.

Er zijn veel verschillende soorten koolhydraatpolymeren in het hele lichaam en andere biologische materialen, vaak in de vorm van polysachariden – lange ketens van cyclische suikergroepen verbonden via een zuurstofbrug. Koolhydraten zijn vaak disacchariden, die twee cyclische suikereenheden samen gebonden zijn, en deze koolhydraatmolecules kunnen verder in polysaccharide biomoleculen worden uitgebreid. Deze polysachariden kunnen zeer lange moleculaire lengtes hebben en worden vaak koolhydraatpolymeren genoemd.

hoewel er veel verschillende koolhydraatpolymeren zijn, worden ze vaak gegroepeerd in reserve-koolhydraatpolymeren, structurele koolhydraatpolymeren en beschermende koolhydraatpolymeren; afhankelijk van de functie in het lichaam die ze uitvoeren. De meest voorkomende koolhydraatpolymeren die in de natuur worden gevonden, zijn cellulose, zetmeel, dextrine en cyclodextrine, chitine en chitosan, hyaluronzuur en verschillende gommen (carrageen, xanthaan, enz.).

koolhydraatpolymeren zijn een milieuvriendelijk antwoord op synthetische polymeren, hebben lage kosten, zijn in overvloed aanwezig, zijn hernieuwbaar en kunnen gemakkelijk worden aangepast om materialen met superieure eigenschappen te maken. Om deze redenen is er de laatste jaren veel belangstelling geweest voor het gebruik van koolhydraatpolymeren in diverse commerciële toepassingen.

hieronder zullen we enkele van de meer gebruikte toepassingen van deze veelgebruikte koolhydraatpolymeren bekijken, maar het is geen uitputtende lijst.

geneesmiddelafgifte

aangezien koolhydraatpolymeren biomoleculen zijn die in het lichaam worden aangetroffen, kunnen zij uitstekende geneesmiddelenafgiftevaten zijn vanwege hun inherente biocompatibiliteit en het vermogen om uit het lichaam te worden uitgescheiden nadat de geneesmiddelen zijn afgeleverd.

ze moeten eerst worden aangepast, maar als grondstof hebben bepaalde materialen een groot potentieel, met hyaluronzuur en chitosan voorop. Deze materialen zijn gebruikt om hydrogels, liposomes, microparticles, en korrels tot stand te brengen die een brede waaier van drugs door huid en mondelinge leveringsroutes kunnen dragen.

hyaluronzuur wordt niet alleen gebruikt voor de levering van geneesmiddelen, maar wordt ook gebruikt in medische wondverbanden.

corrosieweerstand

koolhydraatpolymeren zijn ook aangeprezen als een klasse moleculen die kunnen voorkomen dat metalen corroderen door als chemische remmer te werken. Chemische remmers kunnen worden gebruikt om metalen te beschermen tegen veranderingen in pH, temperatuur en vocht, evenals eventuele veranderingen in het apparaat waar ze worden gebruikt – zoals veranderingen in de elektrolyt binnen een batterijsysteem.

koolhydraatpolymeren worden getest op andere chemische stoffen omdat ze minder toxisch zijn, goedkoper zijn, minder schadelijk voor het milieu zijn wanneer ze worden gebruikt (milieuvriendelijker) en gemakkelijk beschikbaar zijn. Vele koolhydraatpolymeren hebben een uniek remmend mechanisme om corrosie tegen te gaan, waar zij specifieke absorptiecentra hebben die diverse molecules kunnen absorberen die het metaal zouden veroorzaken om te corroderen.

het remmende centrum is te wijten aan het feit dat de cyclische ringen in de lange ketens bindingen kunnen vormen met de inkomende moleculen, waardoor de corrosieverwekkende moleculen worden gevangen.

katalyse

koolhydraatpolymeren hebben ook potentieel in heterogene katalyse-dat wil zeggen, katalyse waarbij de katalysator zich in een andere materietoestand/ – fase bevindt dan de reactanten, bv., een vast oppervlak met vloeibare reagentia.

het gebruik van koolhydraatpolymeren heeft zich uitgebreid tot het gebruik van zetmeel, cellulose en chitosan als katalytische oppervlakken, waarbij de koolhydraatpolymeren fungeren als steunvlak voor de reactie.

Er zijn vele redenen om koolhydraatpolymeren in katalysetoepassingen te trialeren, waaronder het gemak waarmee de fysische en chemische eigenschappen kunnen worden afgestemd, de aanwezigheid van gewenste functionele groepen, lage toxiciteit en hoge thermische stabiliteit.

brandstofcellen

een ander aandachtsgebied zijn brandstofcellen. In brandstofceltoepassingen zijn chitosan, zetmeel, cellulose en glycogeen koolhydraatpolymeer gebruikt als uitgangsmateriaal in alternatieve synthetische routes, om nieuwe goedkope en milieuvriendelijkere polymeerelektrolyten te produceren. In deze toepassingen is het doel niet efficiënter te zijn, maar een minder giftig en goedkoper alternatief voor de status quo te bieden.

Chitosan is ook aangeprezen als een materiaal dat kan worden gebruikt in het Proton-exchange Membraan in brandstofcellen, omdat de fysische en chemische eigenschappen gemakkelijk kunnen worden aangepast om te voldoen aan de eisen die in deze membranen worden gesteld, zoals lage methanol permeabiliteit en hydrofobiciteit.

Sources and Further Reading

• “Recent Developments on the Application of Carbohydrate Polymers” – Olatunde O. C. and Azeez M. A., IOSR Journal of Applied Chemistry, 2018, DOI: 10.9790 / 5736-1107016880

Disclaimer: De hier naar voren gebrachte standpunten zijn die van de auteur uitgedrukt in hun privé-hoedanigheid en vertegenwoordigen niet noodzakelijk de standpunten van AZoM.com beperkt T / A AZoNetwork de eigenaar en exploitant van deze website. Deze disclaimer maakt deel uit van de Gebruiksvoorwaarden van deze website.

citaten