Por Karen G. Blaettler | Actualizado el 24 de marzo de 2022

Los polímeros son macromoléculas versátiles que forman la base tanto de los organismos vivos como de muchos materiales cotidianos. A medida que la sostenibilidad se convierte en una prioridad máxima, comprender los polímeros naturales (aquellos producidos por procesos biológicos) es esencial para desarrollar alternativas ecológicas a los plásticos sintéticos.

TL;DR

Los polímeros naturales incluyen celulosa, quitina, almidones, azúcares, proteínas (piel, músculo, seda de araña, lana), ADN, ARN y caucho natural. Son principalmente polímeros de condensación formados por enlaces monómeros con liberación de agua.

¿Qué son los polímeros?

Los polímeros son largas cadenas de subunidades repetidas llamadas monómeros. El término "poli" significa muchos, "mono" significa uno y "mer" se refiere a una parte. Cuando los monómeros se unen, crean una macromolécula con propiedades distintas según el tipo de monómero y su disposición.

Cómo se conectan los monómeros

Los monómeros se vinculan de dos maneras fundamentales:

• Polímeros de adición – Los monómeros se unen directamente, añadiendo una unidad a la vez. La mayoría de los plásticos sintéticos, como el polietileno, se forman de esta manera.
• Polímeros de condensación – los monómeros se unen mientras liberan una pequeña molécula (comúnmente agua). Este es el mecanismo predominante para los polímeros naturales.

Debido a que las reacciones de condensación generan agua como subproducto, muchos polímeros naturales exhiben características hidrófilas.

Polímeros naturales en detalle

Los polímeros naturales son producidos por organismos y desempeñan funciones cruciales en la estructura, el almacenamiento de energía y la comunicación. Los ejemplos clave incluyen:

• Celulosa – el principal componente estructural de las paredes celulares de las plantas.
• Quitina – encontrado en los exoesqueletos de artrópodos y paredes celulares de hongos.
• Carbohidratos – almidones (reservas de energía) y azúcares (portadores de energía).
• Proteínas – 20 aminoácidos se combinan en innumerables secuencias para formar diversas proteínas como piel, músculos, cabello, uñas, plumas, pezuñas, pelaje y tejidos conectivos.
• Fibras animales – la lana y la seda son polímeros proteicos; La seda de araña es famosa por su fuerza excepcional.
• Polinucleótidos – El ADN y el ARN transportan información genética.
• Caucho natural – poliisopreno producido por árboles de caucho.

Estos polímeros son polímeros de condensación, lo que significa que se forman mediante la eliminación de agua durante la formación del enlace.

¿Por qué estudiar los polímeros naturales?

Comprender la estructura y función de los polímeros naturales influye en el diseño de materiales biodegradables, biocombustibles y compuestos avanzados. Sus orígenes renovables y su biodegradabilidad los convierten en candidatos atractivos para reducir los residuos plásticos.

Polímeros sintéticos:un contraste

Los polímeros sintéticos ofrecen propiedades predecibles, uniformidad y la capacidad de diseñar materiales para aplicaciones específicas. Los ejemplos incluyen:

• nylon
• epóxidos
• polietileno
• plexiglás (acrílico)
• espuma de poliestireno (poliestireno expandido)
• Kevlar® (fibra de aramida)
• Teflón® (PTFE)

Si bien los polímeros sintéticos dominan la fabricación moderna, su persistencia en el medio ambiente subraya la necesidad de alternativas sostenibles.

Conclusión

Los polímeros naturales, formados por sistemas vivos, demuestran una notable diversidad de funciones y estructuras. Al estudiar estas macromoléculas biogénicas, los científicos pueden desarrollar materiales de próxima generación que combinen rendimiento con protección del medio ambiente.