makromolekyylit

Makromolekyylit ovat kemiallisia yhdisteitä, joiden molekyylipainot ja rakenteelliset ominaisuudet ovat suurempia kuin tavallisilla molekyyleillä. Ne muodostuvat usein toistuvista monomeeriyksiköistä, jotka kytkeytyvät toisiinsa pitkillä ketjuilla tai haarautuneisissa rakenteissa.

Biologisessa kontekstissa makromolekyylit ovat keskeisiä. Tärkeimpiä ovat proteiinit, nukleiinihapot (DNA ja RNA) sekä polysakkaridit kuten tärkkelys ja selluloosa. Teollisuudessa hyödynnetään myös makromolekyylejä, kuten polymeerisiä muoveja ja kuitumateriaaleja (esim. polyvinyylikloridi, polypropeeni, polyeteeni).

Makromolekyylit syntyvät polymeroitumisreaktioissa, joissa monomeerit liittyvät toisiinsa toistuviksi yksiköiksi. Reaktiotyyppejä ovat additiopolymerointi, jossa ketju kasvaa lisäämällä samanlaisia monomeerejä, sekä kondensaatiopolymerointi, jossa liittymisen yhteydessä poistuu pienempiä molekyylejä, kuten vettä.

Ominaisuudet riippuvat rakenteesta: suurista molekyylipainoista, toistojaksojen määrästä sekä mahdollisista haaroittuneista rakenteista johtuvat korkea viskositeetti, mekaaninen kestävyys ja lämpötilankesto. Makromolekyylit ovat tärkeitä sekä biologisissa prosesseissa (entsyymit, geneettinen informaatio DNA/RNA) että materiaalitekniikassa (muovit, kuidut, komposiitit).

Historian mukaan makromolekyylien käsite ja merkitys muotoutui 1900-luvun alussa saksalaisen kemistin Hermann Staudingerin työn myötä, joka osoitti pitkien molekyyliketjujen olemassaolon. Hänen tutkimuksensa johti makromolekyylien käsitteen laajaan hyväksyntään ja Nobel-palkintoon kemiassa vuonna 1953.