Полимеры

Полимер представляет собой цепь небольших молекул, называемых мономерами, которые удерживаются вместе ковалентными связями. Организмы могут синтезировать биологические полимеры, или ученые могут синтезировать полимеры в лаборатории. Природные полимеры включают ДНК, генетический материал всех живых организмов, а также белки, полисахариды и липиды, строительные блоки жизни.

Пластмассы являются одними из наиболее распространенных синтетических полимеров и включают нейлон, полиэтилен и тефлон. Процесс связывания мономеров друг с другом с образованием более крупной молекулы известен как полимеризация. Полимеризация мономеров осуществляется за счет двух различных механизмов реакции:конденсации и присоединения.

Конденсационная полимеризация это когда два мономера с реактивным атомом водорода и гидроксильной группой соответственно связываются друг с другом с выделением воды в качестве побочного продукта. Большинство природных полимеров образуются в результате реакций конденсации. Помимо полимеризации, мономеры с двойными углерод-углеродными связями добавляются друг к другу с образованием полимера без образования каких-либо побочных продуктов за счет высвобождения атомов.

Полимеры, состоящие из мономеров одного и того же типа, известны как гомополимеры, а полимеры, состоящие из мономеров разных типов, известны как гетерополимеры. Целлюлоза, наиболее распространенный природный полимер, представляет собой гомополимер глюкозы, тогда как агароза, полимер морского происхождения, представляет собой гетерополимер галактозы и 3, 6-ангидро-L-галактопиранозы. Полимеры имеют различную структуру в зависимости от типа мономеров.

Линейные полимеры это длинные цепочки мономеров. Например, целлюлоза представляет собой линейный полимер, удерживаемый бета-1, 4-гликозидными связями. Разветвленные полимеры имеют цепи, отщепляющиеся от основной цепи, такие как амилопектин, компонент крахмала, который разветвляется через 24-30 мономеров посредством альфа-1, 6-гликозидных связей.

Сшитые полимеры имеют две или более цепей, удерживаемых вместе в нескольких точках вроде лестницы, например, синтетически сконструированный силиконовый лестничный полимер, или образуют сложную сеть взаимосвязанных цепей, как гель, образованный пектинами в желе и джемах.