Põhiline erinevus polümeeri ja biopolümeeri vahel on see, et enamik polümeere on mittelagunevad, samas kui biopolümeerid on lagunevad.
Polümeerid on hiiglaslikud molekulid, millel on palju korduvaid ühikuid. Need korduvad ühikud esindavad monomeere, mis moodustavad polümeermaterjali. Teisest küljest on biopolümeerid polümeermaterjalid, mis esinevad bioloogilistes süsteemides.
Mis on polümeer?
Polümeerid on suured molekulid, millel on sama struktuuriüksus, mis kordub ikka ja jälle. Need korduvad ühikud esindavad monomeere. Need monomeerid seostuvad üksteisega kovalentsete sidemete kaudu, moodustades polümeeri. Neil on suur molekulmass ja üle 10 000 aatomi. Sünteesiprotsessis (polümerisatsioonis) moodustuvad pikemad polümeeriahelad.
Joonis 01: Plastik – teatud tüüpi polümeer
Lisaks on olenev alt nende olemusest kaks peamist tüüpi polümeere. Need on looduslikud ja sünteetilised polümeerid. Looduslikud polümeerid on materjalid, mida leiame looduses, samas kui sünteetilised polümeerid on kunstlikud materjalid. Polümeermaterjali, mis moodustub bioloogilistes süsteemides, nimetatakse biopolümeerideks.
Samuti on sünteesiprotsessi kohaselt polümeere kaks vormi. Need on liit- ja kondensatsioonipolümeerid. Kui monomeeridel on süsinikuaatomite vahel kaksiksidemed, moodustub nende polümerisatsioon liitpolümeere. Mõnes polümerisatsioonireaktsioonis eraldub kahe monomeeri üksteisega liitumisel väike molekul nagu vesi. Sellised polümeerid on kondensatsioonipolümeerid. Lisaks on polümeermaterjalide klassifitseerimiseks palju viise; vastav alt omadustele, struktuurile, allikatele jne.
Mis on biopolümeer?
Biopolümeerid on polümeermaterjalid, mis moodustuvad elusorganismides. Elussüsteemides on kolm peamist biopolümeeri; polüsahhariidid, valgud ja polünukleotiidid (nukleiinhapped). Polüsahhariidide struktuuriüksus on monosahhariidid (suhkrud). Kui kaks monosahhariidi ühinevad, moodustades glükosiidsideme, vabastab see veemolekuli. Seetõttu on polüsahhariidid kondensatsioonipolümeerid. Polüsahhariidid mängivad organismides struktuurset ja funktsionaalset rolli. Glükogeen on säilitav polüsahhariid, samas kui tselluloos on taimerakkude rakuseinte komponent. Glükoos on nii glükogeeni kui ka tselluloosi polümeeride monomeer.
Valgud koosnevad polüpeptiididest, mis on aminohapete monomeeride biopolümeerid. Aminohapped moodustavad polümerisatsiooniprotsessi käigus üksteisega peptiidsidemeid. Seetõttu on valkudel korduvate üksuste vahel peptiidsidemed. Polünukleotiidid on veel üks oluline biopolümeeri tüüp. DNA ja RNA on kaks olulist polünukleotiidi, mida võime organismides leida. Biopolümeeride sünteesiprotsess on dehüdratsiooniprotsess, kus veemolekul eraldub kovalentse sideme moodustumisega.
Joonis 02: DNA struktuur
Biopolümeerid on väga keerulised ja neid on lai valik. Samuti võivad need olla lineaarsed või hargnenud ning voltimismustrid on iga biopolümeeri jaoks ainulaadsed. Erinev alt sünteetilistest polümeeridest on biopolümeerid kergesti lagunevad. Seetõttu saame neid kasutada mõnede sünteetiliste polümeeride asendamiseks.
Need materjalid hüdrolüüsivad ensüümide toimel või võivad need denatureerida kuumutamisel, kemikaalide lisamisel või mehaaniliste jõudude toimel. Lisaks on neil polümeeridel määratletud ja väga spetsiifiline struktuur, kuna bioloogilised süsteemid on väga selektiivsed. Peale selle sünteesivad need materjalid mallidest bioloogilistes süsteemides. Näiteks moodustub olemasolevast DNA-st mallina uus DNA.
Mis vahe on polümeeril ja biopolümeeril?
Polümeerid on suured molekulid, millel on sama struktuuriüksus, mis kordub ikka ja jälle, samas kui biopolümeerid on elusorganismides moodustuvad polümeermaterjalid. Peamine erinevus polümeeri ja biopolümeeri vahel on see, et enamik polümeere on mittelagunevad, samas kui biopolümeerid on lagunevad. Teine oluline erinevus polümeeri ja biopolümeeri vahel on see, et polümeeridel võib olla kas lihtne või keeruline struktuur, samas kui biopolümeeridel on enamasti keeruline struktuur.
Allpool olev infograafik polümeeri ja biopolümeeri erinevuste kohta näitab erinevuste üksikasju.
Kokkuvõte – polümeer vs biopolümeer
Biopolümeerid on teatud tüüpi polümeerid, mis esinevad bioloogilistes süsteemides. Peamine erinevus polümeeri ja biopolümeeri vahel on see, et enamik polümeere on mittelagunevad, samas kui biopolümeerid on lagunevad.
