Por Karen G. Blaettler | Atualizado em 24 de março de 2022

Os polímeros são macromoléculas versáteis que formam a base dos organismos vivos e de muitos materiais de uso diário. À medida que a sustentabilidade se torna uma prioridade máxima, compreender os polímeros naturais – aqueles produzidos por processos biológicos – é essencial para o desenvolvimento de alternativas ecológicas aos plásticos sintéticos.

TL;DR

Os polímeros naturais incluem celulose, quitina, amidos, açúcares, proteínas (pele, músculo, seda de aranha, lã), DNA, RNA e borracha natural. Eles são principalmente polímeros de condensação formados por ligação de monômeros com liberação de água.

O que são polímeros?

Os polímeros são longas cadeias de subunidades repetidas chamadas monômeros. O termo “poli” significa muitos, “mono” significa um e “mer” refere-se a uma parte. Quando os monômeros se unem, eles criam uma macromolécula com propriedades distintas com base no tipo de monômero e em seu arranjo.

Como os monômeros se conectam

Os monômeros se ligam de duas maneiras fundamentais:

• Polímeros de adição – os monômeros se ligam diretamente, adicionando uma unidade de cada vez. A maioria dos plásticos sintéticos, como o polietileno, é formada desta forma.
• Polímeros de condensação – os monômeros se ligam enquanto liberam uma pequena molécula (geralmente água). Este é o mecanismo predominante para polímeros naturais.

Como as reações de condensação geram água como subproduto, muitos polímeros naturais apresentam características hidrofílicas.

Polímeros Naturais em Detalhes

Os polímeros naturais são produzidos por organismos e desempenham papéis cruciais na estrutura, armazenamento de energia e comunicação. Os principais exemplos incluem:

• Celulose – o principal componente estrutural das paredes celulares das plantas.
• Quitina – encontrado nos exoesqueletos de artrópodes e nas paredes celulares dos fungos.
• Carboidratos – amidos (reservas de energia) e açúcares (transportadores de energia).
• Proteínas – 20 aminoácidos se combinam em inúmeras sequências para formar diversas proteínas, como pele, músculos, cabelos, unhas, penas, cascos, pelos e tecidos conjuntivos.
• Fibras animais – lã e seda são polímeros proteicos; a seda de aranha é conhecida por sua resistência excepcional.
• Polinucleotídeos – DNA e RNA carregam informações genéticas.
• Borracha natural – poliisopreno produzido por seringueiras.

Esses polímeros são polímeros de condensação, o que significa que se formam pela remoção de água durante a formação da ligação.

Por que estudar polímeros naturais?

A compreensão da estrutura e função dos polímeros naturais informa o design de materiais biodegradáveis, biocombustíveis e compósitos avançados. As suas origens renováveis ​​e a sua biodegradabilidade tornam-nos candidatos atraentes para a redução dos resíduos plásticos.

Polímeros Sintéticos:Um Contraste

Os polímeros sintéticos oferecem propriedades previsíveis, uniformidade e a capacidade de projetar materiais para aplicações específicas. Os exemplos incluem:

• náilon
• epóxis
• polietileno
• plexiglas (acrílico)
• isopor (poliestireno expandido)
• Kevlar® (fibra de aramida)
• Teflon® (PTFE)

Embora os polímeros sintéticos dominem a produção moderna, a sua persistência no ambiente sublinha a necessidade de alternativas sustentáveis.

Conclusão

Os polímeros naturais – formados por sistemas vivos – demonstram uma notável diversidade de funções e estruturas. Ao estudar estas macromoléculas biogénicas, os cientistas podem desenvolver materiais de próxima geração que combinem desempenho com gestão ambiental.