Η βασική διαφορά μεταξύ πολυμερούς και βιοπολυμερούς είναι ότι τα περισσότερα από τα πολυμερή είναι μη αποικοδομήσιμα ενώ τα βιοπολυμερή είναι αποικοδομήσιμα.
Τα πολυμερή είναι γιγάντια μόρια που έχουν πολλές επαναλαμβανόμενες μονάδες. Αυτές οι επαναλαμβανόμενες μονάδες αντιπροσωπεύουν τα μονομερή που δημιουργούν το πολυμερές υλικό. Από την άλλη πλευρά, τα βιοπολυμερή είναι τα πολυμερή υλικά που απαντώνται στα βιολογικά συστήματα.
Τι είναι το Πολυμερές;
Τα πολυμερή είναι μεγάλα μόρια που έχουν την ίδια δομική μονάδα που επαναλαμβάνεται ξανά και ξανά. Αυτές οι επαναλαμβανόμενες μονάδες αντιπροσωπεύουν μονομερή. Αυτά τα μονομερή συνδέονται μεταξύ τους μέσω ομοιοπολικών δεσμών για να σχηματίσουν ένα πολυμερές. Έχουν υψηλό μοριακό βάρος και αποτελούνται από 10.000 άτομα. Στη διαδικασία σύνθεσης (πολυμερισμός), σχηματίζονται μεγαλύτερες αλυσίδες πολυμερούς.
Εικόνα 01: Πλαστικό- Ένας τύπος πολυμερούς
Επιπλέον, υπάρχουν δύο κύριοι τύποι πολυμερών ανάλογα με τη φύση τους. Είναι τα φυσικά και συνθετικά πολυμερή. Τα φυσικά πολυμερή είναι τα υλικά που μπορούμε να βρούμε στη φύση ενώ τα συνθετικά πολυμερή είναι τα ανθρωπογενή υλικά. Το πολυμερές υλικό που σχηματίζεται μέσα στα βιολογικά συστήματα ονομάζεται βιοπολυμερή.
Επίσης, σύμφωνα με τη διαδικασία της σύνθεσης, υπάρχουν δύο μορφές πολυμερών. Είναι τα πολυμερή προσθήκης και συμπύκνωσης. Εάν τα μονομερή έχουν διπλούς δεσμούς μεταξύ των ατόμων άνθρακα, ο πολυμερισμός τους σχηματίζει πολυμερή προσθήκης. Σε ορισμένες από τις αντιδράσεις πολυμερισμού, όταν δύο μονομερή ενώνονται μεταξύ τους, ένα μικρό μόριο σαν νερό απελευθερώνεται. Τέτοια πολυμερή είναι πολυμερή συμπύκνωσης. Επιπλέον, υπάρχουν πολλοί τρόποι με τους οποίους μπορούμε να ταξινομήσουμε τα πολυμερή υλικά. σύμφωνα με τις ιδιότητες, τη δομή, τις πηγές κ.λπ.
Τι είναι το Βιοπολυμερές;
Βιοπολυμερή είναι πολυμερή υλικά που σχηματίζονται σε ζωντανούς οργανισμούς. Υπάρχουν τρία κύρια βιοπολυμερή στα ζωντανά συστήματα. πολυσακχαρίτες, πρωτεΐνες και πολυνουκλεοτίδια (νουκλεϊκά οξέα). Η δομική μονάδα των πολυσακχαριτών είναι οι μονοσακχαρίτες (σάκχαρα). Όταν δύο μονοσακχαρίτες ενώνονται για να σχηματίσουν έναν γλυκοσιδικό δεσμό, απελευθερώνεται ένα μόριο νερού. Επομένως, οι πολυσακχαρίτες είναι πολυμερή συμπύκνωσης. Οι πολυσακχαρίτες παίζουν δομικούς και λειτουργικούς ρόλους στους οργανισμούς. Το γλυκογόνο είναι ένας πολυσακχαρίτης αποθήκευσης, ενώ η κυτταρίνη είναι ένα συστατικό στα κυτταρικά τοιχώματα των φυτικών κυττάρων. Η γλυκόζη είναι το μονομερές και για τα πολυμερή γλυκογόνου και κυτταρίνης.
Οι πρωτεΐνες αποτελούνται από πολυπεπτίδια, τα οποία είναι βιοπολυμερή μονομερών αμινοξέων. Τα αμινοξέα σχηματίζουν πεπτιδικούς δεσμούς μεταξύ τους κατά τη διαδικασία πολυμερισμού. Επομένως, οι πρωτεΐνες έχουν πεπτιδικούς δεσμούς μεταξύ των επαναλαμβανόμενων μονάδων τους. Τα πολυνουκλεοτίδια είναι ένας άλλος σημαντικός τύπος βιοπολυμερούς. Το DNA και το RNA είναι τα δύο ζωτικά πολυνουκλεοτίδια που μπορούμε να βρούμε στους οργανισμούς. Η διαδικασία σύνθεσης των βιοπολυμερών είναι μια διαδικασία αφυδάτωσης, όπου ένα μόριο νερού απελευθερώνεται με το σχηματισμό ενός ομοιοπολικού δεσμού.
Εικόνα 02: Δομή DNA
Τα βιοπολυμερή είναι πολύ πολύπλοκα και υπάρχει μεγάλη ποικιλία από αυτά. Ομοίως, μπορεί να είναι γραμμικά ή διακλαδισμένα και τα σχέδια αναδίπλωσης είναι μοναδικά για κάθε βιοπολυμερές. Σε αντίθεση με τα συνθετικά πολυμερή, τα βιοπολυμερή είναι εύκολα αποικοδομήσιμα. Ως εκ τούτου, μπορούμε να τα χρησιμοποιήσουμε για να αντικαταστήσουμε ορισμένα από τα συνθετικά πολυμερή.
Αυτά τα υλικά υφίστανται υδρόλυση από ένζυμα, διαφορετικά μπορεί να υποστούν μετουσίωση με θέρμανση, προσθήκη χημικών ουσιών ή με μηχανικές δυνάμεις. Επιπλέον, αυτά τα πολυμερή έχουν καθορισμένη και πολύ συγκεκριμένη δομή, επειδή τα βιολογικά συστήματα είναι εξαιρετικά επιλεκτικά. Εκτός από αυτό, αυτά τα υλικά συντίθενται από πρότυπα μέσα σε βιολογικά συστήματα. Για παράδειγμα, ένα νέο DNA σχηματίζεται από ένα υπάρχον DNA ως πρότυπο.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ πολυμερούς και βιοπολυμερούς;
Τα πολυμερή είναι μεγάλα μόρια που έχουν την ίδια δομική μονάδα που επαναλαμβάνεται ξανά και ξανά, ενώ τα βιοπολυμερή είναι πολυμερή υλικά που σχηματίζονται σε ζωντανούς οργανισμούς. Η βασική διαφορά μεταξύ πολυμερούς και βιοπολυμερούς είναι ότι τα περισσότερα από τα πολυμερή είναι μη αποικοδομήσιμα ενώ τα βιοπολυμερή είναι αποικοδομήσιμα. Μια άλλη σημαντική διαφορά μεταξύ πολυμερούς και βιοπολυμερούς είναι ότι τα πολυμερή μπορούν να έχουν είτε απλές είτε σύνθετες δομές ενώ τα βιοπολυμερή έχουν ως επί το πλείστον πολύπλοκες δομές.
Το παρακάτω infographic σχετικά με τη διαφορά μεταξύ πολυμερούς και βιοπολυμερούς δείχνει περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τις διαφορές.
Σύνοψη – Πολυμερές εναντίον Βιοπολυμερούς
Τα βιοπολυμερή είναι ένας τύπος πολυμερών που απαντώνται μέσα σε βιολογικά συστήματα. Η βασική διαφορά μεταξύ πολυμερούς και βιοπολυμερούς είναι ότι τα περισσότερα από τα πολυμερή είναι μη αποικοδομήσιμα ενώ τα βιοπολυμερή είναι αποικοδομήσιμα.
