biopolymeerien

Biopolymeerit ovat suuria biomolekyylejä, jotka muodostuvat pitkiä toistuvia monomeeriketjuja. Ne voivat syntetisoitua elävien organismien biosynteesissä tai olla peräisin uusiutuvista biologisista lähteistä. Biopolymeerit ovat usein biohajoavia ja biokompatibiliteettinsa vuoksi kiinnostavia moniin sovelluksiin, kuten pakkaamiseen, lääketieteeseen ja bioteknologiaan. Niiden ympäristövaikutukset riippuvat kuitenkin sekä polymeerin ominaisuuksista että käyttöolosuhteista.

Keskeisiä biopolymeerejä ovat polysakkarit (esim. selluloosa, tärkkelys, kitiini, alginaatit), proteiinit (kollageeni, silkki, elastaani), nukleiinihapot (DNA, RNA) sekä mikro-organismien tuottamat polymeerit kuten polyhydroksihappoesterit (PHA), mukaan lukien PHB jaPHBV. Nämä polymeerit voivat olla täysin biomassasta peräisin olevia rakennuspalikoita tai tuotettuja bioprosesseissa käyttämällä uusiutuvia raaka-aineita.

Biopolymeerien ominaisuudet vaihtelevat laajasti: ne voivat olla kosteuden kanssa vuorovaikutuksessa, muodostaa kalvoja, geelejä tai kuituja ja niillä voi olla vaihtelevia mekaanisia ominaisuuksia sekä lämmönkestävyyskykyä. Käsittelymenetelmät kattavat muun muassa sulatusmuovauksen, liuoslevityksen sekä elektrospinningin kuitujen valmistukseen. Biopolymeerien hajoaminen ja kierrätettävyys riippuvat ympäristön olosuhteista sekä polymeerin kemiallisesta rakenteesta.

Sovellukset kattavat elintarvikepakkausten, lääkinnällisten laitteiden ja kudosinsinöörin sekä maatalouden materiaalit. Ympäristö- ja kiertotalousnäkökulmasta biopolymeerien etuina pidetään uusiutuvaa alkuperää ja potentiaalista biohajoavuutta, mutta kustannukset, suorituskyky ja toimitusvarmuus ovat edelleen kehityksen kohteita.