Ո՞ր պոլիմերն է կոչվում բնական ցելյուլոզ:

Բնական ցելյուլոզը բարդ պոլիմեր է, որը բույսերի բջիջների պատերի հիմնական կառուցվածքային բաղադրիչն է: Այս պոլիսախարիդը կենսական դեր է խաղում բույսերի բջիջներին ամրություն, կոշտություն և աջակցություն ապահովելու գործում՝ նպաստելով բույսերի հյուսվածքի ընդհանուր կառուցվածքին:

Բնական ցելյուլոզը պոլիսախարիդ է՝ ածխաջրածին, որը կազմված է գլյուկոզայի միավորների երկար շղթաներից, որոնք միմյանց հետ կապված են β-1,4-գլիկոզիդային կապերով։ Այն Երկրի վրա ամենաառատ օրգանական միացություններից մեկն է և հիմնականում հանդիպում է բույսերի բջիջների պատերին: Ցելյուլոզայի մոլեկուլների եզակի դասավորությունը բույսերի հյուսվածքին տալիս է արտասովոր ուժ և ամրություն՝ դարձնելով այն բույսերի կառուցվածքի և ֆունկցիայի կարևոր բաղադրիչ:

Բնական ցելյուլոզայի կառուցվածքը

Ցելյուլոզայի հիմնական կառուցվածքային միավորը β-D-գլյուկոզայի մոլեկուլների գծային շղթան է, որում յուրաքանչյուր գլյուկոզային միավոր միացված է հաջորդ գլյուկոզային միավորին β-1,4-գլիկոզիդային կապով։ β-կապերը ցելյուլոզին տալիս են իր յուրահատուկ գծային և չճյուղավորված կառուցվածքը։ Ի տարբերություն օսլայի (գլյուկոզայից պատրաստված մեկ այլ պոլիսախարիդ), ցելյուլոզը չի կարող մարսվել օրգանիզմների մեծ մասի կողմից՝ բետա-կապերի առկայության պատճառով, որոնք չեն կարող կոտրվել այնպիսի ֆերմենտներ, ինչպիսին է ամիլազան:

Ցելյուլոզային շղթաներում կրկնվող գլյուկոզայի միավորները կազմում են երկար ուղիղ շղթաներ, որոնք իրար են պահվում միջմոլեկուլային ջրածնային կապերով։ Այս կապերը նպաստում են միկրոֆիբրիլների ձևավորմանը, որոնք հետագայում միավորվում են՝ ձևավորելով ավելի մեծ կառուցվածքներ, որոնք կոչվում են ցելյուլոզային մանրաթելեր: Այս մանրաթելերի դասավորությունը ամրություն և կոշտություն է ապահովում բույսերի բջիջների պատերին:

Բնական մանրաթելերի աղբյուր

բույս:

Փայտ. Փայտը հարուստ է ցելյուլոզով և հանդիսանում է արդյունաբերական կիրառությունների հիմնական աղբյուր:

Բամբակ. Բամբակի մանրաթելը գրեթե մաքուր ցելյուլոզա է, ինչը բամբակը դարձնում է այս պոլիմերի ամենաթանկ բնական աղբյուրներից մեկը:

Կանեփ. Բամբակի նման, կանեփի մանրաթելը հիմնականում բաղկացած է ցելյուլոզից:

Ջրիմուռներ:

Ջրիմուռների որոշ տեսակներ իրենց բջջային պատերում պարունակում են ցելյուլոզա, ինչը նպաստում է այս ֆոտոսինթետիկ օրգանիզմների կառուցվածքային ամբողջականությանը։

բակտերիաներ:

Որոշ բակտերիաներ արտադրում են ցելյուլոզ՝ ձևավորելով պաշտպանիչ շերտ, որը կոչվում է բիոֆիլմ: Այս բակտերիալ ցելյուլոզն ունի յուրահատուկ հատկություններ, որոնք այն դարձնում են արժեքավոր տարբեր կիրառություններում:

Ցելյուլոզայի կենսասինթեզ

Ցելյուլոզայի կենսասինթեզը հիմնականում տեղի է ունենում բույսերի բջիջների պլազմային թաղանթում: Գործընթացը ներառում է ցելյուլոզային սինթազ ֆերմենտի բարդույթը, որը կատալիզացնում է գլյուկոզայի միավորների պոլիմերացումը ցելյուլոզային շղթաներով: Այս շղթաները դուրս են մղվում պլազմային թաղանթից և բջջային պատում ձևավորում միկրոֆիբրիլներ:

Բնական ցելյուլոզայի հատկությունները

Անլուծելիություն:

Իր բարձր բյուրեղային կառուցվածքի շնորհիվ ցելյուլոզը հիմնականում անլուծելի է ջրում և օրգանական լուծիչների մեծ մասում:

Հիդրոֆիլություն:

Թեև ցելյուլոզը անլուծելի է, բայց ունի հիդրոֆիլ հատկություններ, ինչը թույլ է տալիս կլանել և պահպանել ջուրը:

Կենսաքայքայելիություն:

Ցելյուլոզը կենսաքայքայվող է և հետևաբար էկոլոգիապես մաքուր: Միկրոօրգանիզմները, ինչպիսիք են բակտերիաները և սնկերը, ունեն ֆերմենտներ, որոնք բաժանում են ցելյուլոզը ավելի պարզ միացությունների:

Մեխանիկական ուժ.

Ցելյուլոզայի մոլեկուլների եզակի դասավորությունը ցելյուլոզային մանրաթելերին տալիս է գերազանց մեխանիկական ուժ՝ դրանք հարմարեցնելով տարբեր կիրառությունների համար:

Բնական ցելյուլոզայի կիրառությունները

տեքստիլ:

Բամբակը հիմնականում կազմված է ցելյուլոզից և հանդիսանում է տեքստիլ արդյունաբերության հիմնական հումքը։

Թուղթ և միջուկ.

Փայտի միջուկը հարուստ է ցելյուլոզով և օգտագործվում է թղթի և ստվարաթղթի արտադրության մեջ։

Կենսաբժշկական կիրառություններ.

Բակտերիալ ցելյուլոզը կիրառություն է գտնում վերքերի վիրակապման, հյուսվածքների ճարտարագիտության և դեղամիջոցների առաքման մեջ՝ շնորհիվ իր կենսահամատեղելիության և յուրահատուկ հատկությունների:

սննդի արդյունաբերություն.

Ցելյուլոզայի ածանցյալները, ինչպիսիք են կարբոքսիմեթիլցելյուլոզը (CMC), օգտագործվում են սննդի արդյունաբերության մեջ որպես խտացուցիչներ և կայունացուցիչներ։

Կենսավառելիքներ:

Ցելյուլոզային կենսազանգվածը կարող է օգտագործվել որպես կենսավառելիքի արտադրության հումք՝ նպաստելով կայուն էներգիային:

Մարտահրավերներ և ապագա հեռանկարներ

Չնայած դրա բազմակողմանիությանը, ցելյուլոզայի օգտագործումը առավելագույնի հասցնելու մարտահրավերներ կան: Արդյունավետ արդյունահանման մեթոդները, բարելավված կենսաքայքայվածությունը և ցելյուլոզայի վրա հիմնված նյութերի բարելավված արդյունավետությունը շարունակական հետազոտության ոլորտներն են: Ավելին, բիոտեխնոլոգիայի առաջընթացը կարող է հնարավորություն ընձեռել մշակել բջջանյութի մոդիֆիկացված կառուցվածքներով բույսերը հատուկ արդյունաբերական կիրառությունների համար:

Բնական ցելյուլոզը բուսական բջիջների պատերի հոմանիշ պոլիմեր է և վճռորոշ դեր է խաղում բույսերի ֆիզիկական հատկությունների ձևավորման գործում: Նրա եզակի կառուցվածքը առաջանում է β-1,4-գլիկոզիդային կապերով կապված գլյուկոզայի միավորների դասավորությունից՝ բույսերի հյուսվածքներին տալով զգալի ուժ և կոշտություն: Ցելյուլոզը գալիս է տարբեր աղբյուրներից՝ փայտից մինչև բամբակ մինչև բակտերիալ ցելյուլոզ, ինչը նրան տալիս է բազմակողմանի կիրառություն արդյունաբերական տարբեր ոլորտներում:

Քանի որ տեխնոլոգիան և կենսատեխնոլոգիան շարունակում են զարգանալ, ցելյուլոզայի ներուժի ուսումնասիրությունն ընդլայնվում է: Գործվածքների և թղթի ավանդական օգտագործումից մինչև կենսաբժշկական ճարտարագիտության և կայուն էներգիայի նորարարական կիրառությունները, բնական ցելյուլոզը մնում է չափազանց կարևոր նյութ: Նրա կառուցվածքը, հատկությունները և ծագումը հասկանալը կարևոր է այս նշանավոր պոլիմերի ամբողջ ներուժը բացելու համար՝ արագ զարգացող աշխարհի մարտահրավերներին և կարիքներին արձագանքելու համար: