Когда повторяешь одно и то же — это называется безумием, а когда одно и то же повторяется больше 100 раз — это называется полимером. И хотя полимеры звучат научно и современно, человечество использует природные полимеры — биополимеры — на протяжении тысяч лет. К ним относятся, например, целлюлоза, шёлк и хитин. В нас самих также имеются полимеры — такие как белки и ДНК. В зависимости от природного происхождения биополимеры можно разделить на шесть основных групп: полисахариды, белки, полинуклеотиды, полиэфиры, лигнин и полиизопрены. Большинство природных полимеров образуется в результате слияния двух одинаковых молекул — мономеров, при этом образуются молекулы воды. Можно сказать, что при образовании биополимера молекулы "потеют".
Современное человечество тоже является активным пользователем полимеров. В нашем мире — всё, от одежды до стаканчика с кофе, — это полимеры. Полимеры (или многомеры) — это длинные цепочки повторяющихся молекул. Обычно привычные нам полимеры, например упаковка салата из "Пятёрочки", сделаны из ископаемого топлива, то есть нефти. Проблема таких полимеров в том, что они появились относительно недавно, и основные разрушители органических материалов — бактерии и грибки — не умеют разлагать их, в отличие от ДНК или шёлка. А разлагать их нужно, чтобы молекулы из этих цепочек попадали обратно в природу и могли быть снова использованы. Так как микробы, за единичным исключением, не умеют разлагать ископаемые полимеры, они накапливаются в природе и нарушают тем самым "круговорот жизни".
Пока мы ждём, когда микробы научатся разлагать такие полимеры, учёные осваивают производство полимеров, которые микробы уже умеют разлагать. Мы так же научили живые организмы прозиводить нефтяные полимеры. Например, обычный полимер полиэтилен образуется из одиночных мономеров — этилена — под давлением, при нагревании и в присутствии катализатора. Зелёный полиэтилен получают из биоэтанола, который сначала получают микробной ферментацией, а затем превращают в этилен для полимеризации. Водоросли, растения, животные, грибки, бактерии и другие микроорганизмы могут производить биополимеры и зелёные полимеры для промышленного использования.
Полимеры — как натуральные, так и синтетические — широко применяются в фармацевтической промышленности, в основном в системах доставки лекарств. Им также нашлось применение в пищевой промышленности, особенно в виде пищевых добавок, преимущественно среди группы полимеров — полисахаридов. Они обладают исключительными свойствами, такими как загущающие, стабилизирующие, желирующие и эмульгирующие. Бояться таких добавок не стоит — ведь полисахариды, такие как крахмал, целлюлоза, хитозан, галактоманнаны, каррагинаны, альгинаты, агары, инулин, пектины, ксантан и камеди, в изобилии встречаются в природе и являются важными составляющими натуральных продуктов питания.
Таким образом, полимеры — как природные, так и синтетические — играют важнейшую роль в современной науке, промышленности и повседневной жизни. Переход к использованию зелёных и биоразлагаемых полимеров открывает путь к более устойчивому и экологически безопасному будущему.
Источик:
Benalaya, Ikbel, et al. "A review of natural polysaccharides: sources, characteristics, properties, food, and pharmaceutical applications." International Journal of Molecular Sciences 25.2 (2024): 1322.
Ставя любо, подписываясь или же пересылая статью друзьям, Вы помогаете мне продвигать настоящую науку.
Предыдущая статья: Как выжить в Каатинге, если ты кактус