Ejemplos de la biología de los polímeros
Entre otras aplicaciones, la química orgánica ha tenido un enorme impacto en el desarrollo de los modernos materiales llamados polímeros. Muchos objetos de la vida cotidiana están compuestos por polímeros; curiosamente, también lo están varios materiales biológicos importantes.
Ahora imaginemos además que el doble enlace de la segunda molécula de etileno se abre y ataca a una tercera molécula de etileno, que también abre su doble enlace y ataca a una cuarta molécula de etileno, y así sucesivamente. El resultado final es una molécula larga y prácticamente interminable:
Esta molécula larga y casi interminable se llama polímeroUna molécula larga formada por cientos o miles de unidades repetitivas. (del griego que significa “muchas partes”). La parte original -el etileno- se llama monómeroLa unidad repetida de un polímero. (que significa “una parte”). El proceso de fabricación de un polímero se llama polimerizaciónEl proceso de fabricación de un polímero.. Un polímero es un ejemplo de macromolécula, nombre que recibe una molécula de gran tamaño.
Los polímeros simples reciben el nombre de sus monómeros; el polímero de etileno se denomina formalmente poli(etileno), aunque en el uso común, los nombres se utilizan sin paréntesis: polietileno. Como la adición de un monómero a otro forma este polímero, el polietileno es un ejemplo de un tipo de polímero llamado polímeros de adición. La figura 16.5 “Algunos monómeros y sus polímeros de adición” enumera algunos polímeros de adición y sus monómeros. Uno de ellos, el poli(óxido de etileno), no resulta de la apertura de un doble enlace sino de la apertura de un anillo en el monómero; sin embargo, el concepto de unión con otros monómeros es el mismo.
Propiedades de los polímeros
Los lípidos, los polisacáridos, las proteínas y los polinucleótidos son los principales grupos de macromoléculas que se encuentran en todos los organismos vivos. Estas moléculas gigantes llevan a cabo todas las funciones vitales que necesitan las células. Las macromoléculas intervienen en procesos como la digestión de los alimentos, el almacenamiento de información, la manipulación de la energía y el metabolismo. Son complejas y enormes asociaciones de subunidades moleculares que parecen imposiblemente difíciles de entender. Afortunadamente, todas están construidas según el mismo principio de construcción.
Los monómeros son pequeñas moléculas, en su mayoría orgánicas, que pueden unirse a otras moléculas similares para formar moléculas muy grandes, o polímeros. Todos los monómeros tienen la capacidad de formar enlaces químicos con al menos otras dos moléculas monoméricas.
Uno de los primeros seres humanos que descubrió y fabricó un polímero artificial fue el químico alemán Hans von Pechmann. Probablemente fue un accidente. En 1899 encontró una sustancia blanca, pegajosa y sospechosa en el fondo de un matraz en el que había estado intentando descomponer el diazometano. No tenía ni idea de lo que había hecho, así que encargó el análisis del material a Eugen Bamberger y Friedrich Tschirner, que encontraron largas cadenas de -CH2-, a las que llamaron “polimetileno”.
Polímeros Español
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Polímeros naturales
Los plásticos son un grupo de materiales, tanto sintéticos como naturales, que pueden ser moldeados cuando están blandos y luego endurecidos para conservar la forma dada. Los plásticos son polímeros. Un polímero es una sustancia formada por muchas unidades repetitivas. La palabra polímero proviene de dos palabras griegas: poly, que significa muchos, y meros, que significa partes o unidades. Un polímero puede considerarse como una cadena en la que cada eslabón es el “mer” o monómero (unidad individual). La cadena se forma uniendo, o polimerizando, al menos 1.000 eslabones. La polimerización puede demostrarse haciendo una cadena con clips o uniendo muchas tiras de papel para formar una guirnalda de papel.
Los polímeros naturales, como la celulosa y el látex, se modificaron químicamente por primera vez en el siglo XIX para formar celuloide y caucho vulcanizado. El primer polímero totalmente sintético, la baquelita, se produjo en 1907. La primera fibra semisintética, el rayón, se desarrolló a partir de la celulosa en 1911. Sin embargo, no fue hasta la interrupción global causada por la Segunda Guerra Mundial, cuando las fuentes naturales de látex, lana, seda y otros materiales se volvieron difíciles de obtener, que los sintéticos se produjeron en masa. El caucho sintético era necesario para los neumáticos, y el nylon para sustituir a la seda en los paracaídas. Hoy en día, los polímeros sintéticos en forma de plásticos son de amplio uso, y la industria del plástico es una de las que más crece en Estados Unidos y en todo el mundo. La industria produce aproximadamente 150 kilogramos de polímeros por persona al año en Estados Unidos.