Igor Petrushenko /

polimery występują w wielu formach. Wiele osób wie o syntetycznych polimerach wytwarzanych przez człowieka, które są widoczne w życiu codziennym-zwykle w postaci produktów z tworzyw sztucznych-ale istnieje również mnóstwo naturalnych i biologicznych materiałów polimerowych. Polimery naturalne i biologiczne są specyficzną klasą znaną jako polimery węglowodanowe. w tym artykule przyjrzymy się niektórym zastosowaniom, w których polimery węglowodanowe są używane.

w organizmie znajduje się wiele różnych rodzajów polimerów węglowodanowych i innych materiałów biologicznych, często w postaci polisacharydów – długich łańcuchów cyklicznych grup cukrowych połączonych mostkiem tlenowym. Węglowodany są często disacharydami, które są dwiema cyklicznymi jednostkami cukru połączonymi ze sobą, a te cząsteczki węglowodanów mogą być dalej rozszerzane do biomolekuł polisacharydowych. Te polisacharydy mogą mieć bardzo długie długości cząsteczkowe i są często nazywane polimerami węglowodanowymi.

Chociaż istnieje wiele różnych polimerów węglowodanowych, są one często zgrupowane w rezerwowych polimerów węglowodanowych, strukturalnych polimerów węglowodanowych i polimerów węglowodanów ochronnych; w zależności od funkcji wewnątrz ciała, które wykonują. Najczęstsze polimery węglowodanowe występujące w przyrodzie to celuloza, skrobia, dekstryny i cyklodekstryny, chityna i chitozan, kwas hialuronowy i różne dziąsła (karagen, ksantan itp.).

polimery węglowodanowe są przyjazną dla środowiska odpowiedzią na polimery syntetyczne, mają niski koszt, występują w obfitości, są odnawialne i można je łatwo modyfikować, aby uzyskać materiały o lepszych właściwościach. Z tych powodów, istnieje duże zainteresowanie w ostatnich latach wokół stosowania polimerów węglowodanowych w różnych zastosowaniach komercyjnych.

poniżej przyjrzymy się niektórym z szerzej stosowanych zastosowań tych powszechnych polimerów węglowodanowych, ale nie jest to wyczerpująca lista.

dostarczanie leków

ponieważ polimery węglowodanowe są biomolekułami znajdującymi się w organizmie, mają potencjał, aby być doskonałymi naczyniami do dostarczania leków ze względu na ich nieodłączną biokompatybilność i zdolność do wydalania z organizmu po dostarczeniu leków.

najpierw trzeba je zmodyfikować, ale jako surowy materiał wyjściowy niektóre materiały mają duży potencjał, a na czele z kwasem hialuronowym i chitozanem. Materiały te zostały wykorzystane do tworzenia hydrożeli, liposomów, mikrocząstek i granulek, które mogą przenosić szeroką gamę leków przez drogi dostarczania przez skórę i doustnie.

oprócz dostarczania leków, a nadal w medycynie, kwas hialuronowy był również stosowany w opatrunkach medycznych.

odporność na korozję

polimery węglowodanowe były również reklamowane jako klasa cząsteczek, które mogą zapobiegać korozji metali, działając jako inhibitor chemiczny. Inhibitory chemiczne mogą być stosowane do ochrony metali przed zmianami pH, temperatury i wilgoci, a także wszelkimi zmianami w urządzeniu, w którym są używane – takimi jak zmiany elektrolitu w systemie akumulatorowym.

polimery węglowodanowe są testowane nad innymi chemikaliami, ponieważ są mniej toksyczne, tańsze, są mniej surowe dla środowiska po użyciu (przyjazne dla środowiska) i są łatwo dostępne. Wiele polimerów węglowodanowych ma unikalny mechanizm hamujący przeciwdziałający korozji, gdzie mają specyficzne centra absorpcji, które mogą absorbować różne cząsteczki, które spowodowałyby korozję metalu.

centrum hamujące jest spowodowane cyklicznymi pierścieniami w długich łańcuchach, które mogą tworzyć wiązania z przychodzącymi cząsteczkami, zatrzymując w ten sposób cząsteczki indukujące korozję.

Kataliza

polimery węglowodanowe mają również potencjał w katalizie heterogenicznej – czyli katalizie, w której katalizator znajduje się w innym stanie/fazie materii niż reagenty, np., stała powierzchnia z płynnymi reagentami.

zastosowanie polimerów węglowodanowych rozszerzyło się na wykorzystanie skrobi, celulozy i chitozanu jako powierzchni katalitycznych, gdzie polimery węglowodanowe działają jako powierzchnia nośna dla reakcji.

istnieje wiele powodów testowania polimerów węglowodanowych w zastosowaniach katalizy, w tym łatwość, z jaką właściwości fizyczne i chemiczne mogą być dostrojone, obecność pożądanych grup funkcjonalnych, niska toksyczność i wysoka stabilność termiczna.

ogniwa paliwowe

kolejnym obszarem zainteresowania są ogniwa paliwowe. W zastosowaniach ogniw paliwowych chitozan, skrobia, celuloza i polimer węglowodanowy glikogenu zostały wykorzystane jako materiał wyjściowy w alternatywnych ścieżkach syntetycznych, aby uzyskać nowe tanie i przyjazne dla środowiska elektrolity polimerowe. W tych zastosowaniach ich cel nie musi być bardziej wydajny, ale stanowić mniej toksyczną i tańszą alternatywę dla status quo.

chitozan jest również reklamowany jako materiał, który może być stosowany w membranie wymiany protonów w ogniwach paliwowych, ponieważ jego właściwości fizyczne i chemiczne można łatwo modyfikować, aby spełnić wymagania wymagane w tych membranach, takie jak niska przepuszczalność metanolu i hydrofobowość.

źródła i dalsze Lektury

• „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: Wyrażone tu poglądy są poglądami autora wyrażonymi w sposób prywatny i niekoniecznie reprezentują poglądy AZoM.com Limited T / A AZoNetwork właściciel i operator tej strony. Niniejsze wyłączenie odpowiedzialności stanowi część Warunków korzystania z tej strony internetowej.

Cytaty