Kodėl celiuliozė vadinama polimeru?

Celiuliozė, dažnai vadinama gausiausiu organiniu junginiu žemėje, yra žavi ir sudėtinga molekulė, turinti didžiulį poveikį įvairiems gyvenimo aspektams, pradedant augalų struktūra ir baigiant popieriaus ir tekstilės gamyba.

Suprasti kodėlceliuliozėpriskiriamas polimerui, būtina pasinerti į jo molekulinę sudėtį, struktūrines savybes ir elgesį, kurį jis demonstruoja tiek makroskopiniu, tiek mikroskopiniu lygiu. Ištyrę šiuos aspektus, galime išsiaiškinti celiuliozės polimero pobūdį.

Polimerų chemijos pagrindai:
Polimerų mokslas yra chemijos šaka, nagrinėjanti makromolekulių, kurios yra didelės molekulės, sudarytos iš pasikartojančių struktūrinių vienetų, žinomų kaip monomerai, tyrimu. Polimerizacijos procesas apima šių monomerų surišimą per kovalentinius ryšius, formuojančius ilgas grandines ar tinklus.

Celiuliozės molekulinė struktūra:
Celiuliozę pirmiausia sudaro anglies, vandenilio ir deguonies atomai, išdėstyti tiesinėmis grandinės panašia struktūra. Pagrindinis jo statybinis blokas, gliukozės molekulė, tarnauja kaip monomerinio celiuliozės polimerizacijos vienetas. Kiekvienas celiuliozės grandinės gliukozės blokas yra prijungtas prie kito per β (1 → 4) glikozidinius ryšius, kur hidroksilo (-oh) grupės ant gretimų gliukozės vienetų anglies-1 ir anglies-4 patiria kondensacijos reakcijas, kad sudarytų ryšį.

Celiuliozės polimerinis pobūdis:

Pakartotiniai vienetai: β (1 → 4) glikozidiniai ryšiai celiuliozėje sukelia gliukozės vienetų kartojimą išilgai polimerų grandinės. Šis struktūrinių vienetų pasikartojimas yra pagrindinė polimerų savybė.
Didelė molekulinė masė: Celiuliozės molekulės sudaro nuo tūkstančių iki milijonų gliukozės vienetų, todėl polimerų medžiagoms būdingas didelis molekulinis svoris.
Ilga grandinės struktūra: Linijinis gliukozės vienetų išdėstymas celiuliozės grandinėse sudaro išplėstines molekulines grandines, panašias į būdingas grandinės panašias struktūras, stebimas polimeruose.
Tarpmolekulinė sąveika: celiuliozės molekulės pasižymi tarpmolekuliniu vandenilio ryšiu tarp gretimų grandinių, palengvindamos mikrofibrilių ir makroskopinių struktūrų susidarymą, pavyzdžiui, celiuliozės pluoštą.
Mechaninės savybės: Celiuliozės mechaninis stiprumas ir tvirtumas, būtinas augalų ląstelių sienelių struktūriniam vientisumui, priskiriami jo polimero pobūdžiui. Šios savybės primena kitas polimerų medžiagas.
Biologiškai skaidrumas: Nepaisant jo tvirtumo, celiuliozė yra biologiškai skaidoma, patiriant fermentinį skilimą celilazėmis, kurios hidrolizuoja glikozidinius ryšius tarp gliukozės vienetų, galiausiai suskirstant polimerą į jo sudedamuosius monomerus.

Programos ir svarba:
Polimerų pobūdisceliuliozėPagrindų įvairiose pramonės šakose yra įvairių pramonės šakų, įskaitant popierių ir minkštimą, tekstilę, vaistus ir atsinaujinančią energiją. Celiuliozės pagrindu pagamintos medžiagos yra vertinamos dėl jų gausos, biologinio skaidomumo, atnaujinimo ir universalumo, todėl jos yra būtinos šiuolaikinėje visuomenėje.

Dėl jo molekulinės struktūros celiuliozės yra polimero, kuris apima kartojančius gliukozės vienetus, sujungtus β (1 → 4) glikozidinėmis jungtimis, todėl ilgos grandinės yra aukšto molekulinio svorio. Jo polimero pobūdis pasireiškia įvairiomis savybėmis, įskaitant išplėstinių molekulinių grandinių susidarymą, tarpmolekulinę sąveiką, mechanines savybes ir biologiškai skaidomumą. Suprasti celiuliozę, kaip polimerą, yra svarbiausia, norint išnaudoti daugybę jo pritaikymų ir panaudoti jos galimybes tvariose technologijose ir medžiagose.