जैव बहुलक

बायोपॉलीमर ्स जीव की कोशिकाओं द्वारा निर्मित प्राकृतिक पॉलिमर हैं। अन्य पॉलिमर की तरह, बायोपॉलिमर्स में मोनोमेरिक इकाइयां होती हैं जो बड़े अणु बनाने के लिए जंजीरों में सहसंयोजक बंधन होती हैं। बायोपॉलिमर्स के तीन मुख्य वर्ग हैं, जिन्हें इस्तेमाल किए गए मोनोमर्स और बायोपॉलिमर की संरचना के अनुसार वर्गीकृत किया गया है: पॉलीन्यूक्लियोटाइड्स, पेप्टाइड और पॉलिसैक्राइड। पॉलीन्यूक्लियोटाइड्स, आरएनए और डीएनए, न्यूक्लियोटाइड्स के लंबे पॉलिमर हैं। पॉलीपेप्टाइड्स में एमिनो एसिड के प्रोटीन और छोटे पॉलिमर सम्मिलित हैं; कुछ प्रमुख उदाहरणों में कोलेजन, एक्टिन और जमने योग्य वसा सम्मिलित हैं। बहुशर्करा चीनी कार्बोहाइड्रेट की रैखिक या शाखित श्रृंखलाएँ हैं; उदाहरणों में स्टार्च, सेल्युलोज और एल्गिनेट सम्मिलित हैं। बायोपॉलिमर्स के अन्य उदाहरणों में प्राकृतिक रबर ( आइसोप्रेन के पॉलिमर), फिसलाऊ और लिग्निन (जटिल पॉलीफेनोलिक पॉलिमर), में कटौती और क्यूटन (बहुलक) (लंबी श्रृंखला वाले वसायुक्त अम्ल के जटिल पॉलिमर) और मेलेनिन सम्मिलित हैं।

जीवित जीवों में उनकी कई आवश्यक भूमिकाओं के अलावा, बायोपॉलिमर्स के पास खाद्य उद्योग, विनिर्माण, पैकेजिंग और जैवचिकित्सा अभियांत्रिकी सहित कई क्षेत्रों में अनुप्रयोग हैं।

डीएनए की संरचना में बायोपॉलिमर्स, पॉली न्यूक्लियोटाइड्स की एक जोड़ी होती है, जो डबल हेलिक्स संरचना बनाती है

बायोपॉलिमर्स बनाम सिंथेटिक पॉलिमर

बायोपॉलिमर और सिंथेटिक पॉलिमर के बीच एक प्रमुख परिभाषित अंतर उनकी संरचनाओं में पाया जा सकता है। सभी पॉलिमर दोहराई जाने वाली इकाइयों से बने होते हैं जिन्हें मोनोमर्स कहा जाता है। बायोपॉलिमर्स में अक्सर एक अच्छी तरह से परिभाषित संरचना होती है, हालांकि यह एक परिभाषित विशेषता नहीं है (उदाहरण: lignocellulose): सटीक रासायनिक संरचना और जिस क्रम में इन इकाइयों को व्यवस्थित किया जाता है, उसे प्रोटीन के मामले में प्राथमिक संरचना कहा जाता है। कई बायोपॉलिमर्स अनायास विशिष्ट कॉम्पैक्ट आकृतियों में बदल जाते हैं ( प्रोटीन की तह के साथ-साथ द्वितीयक संरचना और तृतीयक संरचना भी देखें), जो उनके जैविक कार्यों को निर्धारित करते हैं और उनकी प्राथमिक संरचनाओं पर एक जटिल तरीके से निर्भर करते हैं। संरचनात्मक जीव विज्ञान बायोपॉलिमर के संरचनात्मक गुणों का अध्ययन है।

इसके विपरीत, अधिकांश सिंथेटिक पॉलिमर में बहुत सरल और अधिक यादृच्छिक (या स्टोकेस्टिक) संरचनाएं होती हैं। यह तथ्य एक आणविक द्रव्यमान वितरण की ओर जाता है जो बायोपॉलिमर्स में गायब है। वास्तव में, जैसा कि उनके संश्लेषण को अधिकांश 'इन विवो' प्रणालियों में एक टेम्पलेट-निर्देशित प्रक्रिया द्वारा नियंत्रित किया जाता है, एक प्रकार के सभी बायोपॉलिमर (एक विशिष्ट प्रोटीन कहते हैं) सभी एक जैसे होते हैं: उन सभी में समान अनुक्रम और मोनोमर्स की संख्या होती है और इस प्रकार सभी का द्रव्यमान समान है। इस घटना को सिंथेटिक पॉलिमर में पाए जाने वाले बहुप्रकीर्णता के विपरीत मोनोडिस्पर्सिटी कहा जाता है। नतीजतन, बायोपॉलिमर्स में 1 का फैलाव होता है।

कन्वेंशन और नामकरण

पॉलीपेप्टाइड्स

एक पॉलीपेप्टाइड के लिए सम्मेलन इसके घटक अमीनो एसिड अवशेषों को सूचीबद्ध करना है क्योंकि वे अमीनो टर्मिनस से कार्बोक्जिलिक एसिड टर्मिनस तक होते हैं। अमीनो एसिड के अवशेष हमेशा पेप्टाइड बंधन से जुड़े होते हैं। प्रोटीन, हालांकि किसी भी पॉलीपेप्टाइड को संदर्भित करने के लिए बोलचाल की भाषा में उपयोग किया जाता है, बड़े या पूर्ण रूप से कार्यात्मक रूपों को संदर्भित करता है और इसमें कई पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं के साथ-साथ एकल श्रृंखलाएं भी सम्मिलित हो सकती हैं। सैकराइड्स चेन और लिपिड जैसे गैर-पेप्टाइड घटकों को सम्मिलित करने के लिए प्रोटीन को भी संशोधित किया जा सकता है।

न्यूक्लिक अम्ल

न्यूक्लिक एसिड अनुक्रम के लिए सम्मेलन न्यूक्लियोटाइड्स को सूचीबद्ध करना है क्योंकि वे बहुलक श्रृंखला के 5' छोर से 3' छोर तक होते हैं, जहां 5' और 3' रिबोस रिंग के चारों ओर कार्बन की संख्या को संदर्भित करते हैं जो गठन में भाग लेते हैं। श्रृंखला के फॉस्फेट डायस्टर लिंकेज। इस तरह के अनुक्रम को बायोपॉलिमर की प्राथमिक संरचना कहा जाता है।

चीनी

चीनी पॉलिमर रैखिक या शाखित हो सकते हैं और आमतौर पर ग्लाइकोसिडिक बंध से जुड़े होते हैं। लिंकेज का सटीक स्थान भिन्न हो सकता है, और लिंकिंग कार्यात्मक समूहों का अभिविन्यास भी महत्वपूर्ण है, जिसके परिणामस्वरूप α- और β-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड रिंग में लिंकिंग कार्बन के स्थान की निश्चित संख्या के साथ होते हैं। इसके अलावा, कई सैकराइड इकाइयां विभिन्न रासायनिक संशोधनों से गुजर सकती हैं, जैसे कि एमिनेशन, और ग्लाइकोप्रोटीन जैसे अन्य अणुओं के हिस्से भी बना सकते हैं।

संरचनात्मक लक्षण वर्णन

अनुक्रम की जानकारी निर्धारित करने के लिए कई जैवभौतिकी तकनीकें हैं। पेप्टाइड अनुक्रम एडमैन गिरावट द्वारा निर्धारित किया जा सकता है, जिसमें एन-टर्मिनल अवशेषों को एक समय में श्रृंखला से हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है, व्युत्पन्न किया जाता है, और फिर पहचाना जाता है। मास स्पेक्ट्रोमीटर तकनीक का भी इस्तेमाल किया जा सकता है। जेल वैद्युतकणसंचलन और केशिका वैद्युतकणसंचलन का उपयोग करके न्यूक्लिक एसिड अनुक्रम निर्धारित किया जा सकता है। अंत में, इन बायोपॉलिमर्स के यांत्रिक गुणों को अक्सर ऑप्टिकल चिमटी या परमाणु बल माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके मापा जा सकता है। दोहरे-ध्रुवीकरण इंटरफेरोमेट्री का उपयोग पीएच, तापमान, आयनिक शक्ति या अन्य बाध्यकारी भागीदारों द्वारा उत्तेजित होने पर इन सामग्रियों के परिवर्तन या स्व-संयोजन को मापने के लिए किया जा सकता है।

सामान्य बायोपॉलिमर

कोलेजन: कोलेजन कशेरुकियों की प्राथमिक संरचना है और स्तनधारियों में सबसे प्रचुर मात्रा में प्रोटीन है। इस वजह से, कोलेजन सबसे आसानी से प्राप्य बायोपॉलिमर्स में से एक है, और कई शोध उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाता है। इसकी यांत्रिक संरचना के कारण, कोलेजन में उच्च तन्यता ताकत होती है और यह एक गैर विषैले, आसानी से अवशोषित करने योग्य, बायोडिग्रेडेबल और बायोकम्पैटिबल सामग्री है। इसलिए, इसका उपयोग कई चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए किया गया है जैसे कि ऊतक संक्रमण, दवा वितरण प्रणाली और जीन थेरेपी के उपचार में।

रेशमी फ़ाइब्राइन: सिल्क फ़ाइब्राइन (SF) एक अन्य प्रोटीन युक्त बायोपॉलिमर है जिसे रेशम के कीड़ों की विभिन्न प्रजातियों से प्राप्त किया जा सकता है, जैसे कि शहतूत का कीड़ा बॉम्बेक्स मोरी। कोलेजन के विपरीत, एसएफ में कम तन्य शक्ति होती है लेकिन इसकी अघुलनशील और रेशेदार प्रोटीन संरचना के कारण मजबूत चिपकने वाला गुण होता है। हाल के अध्ययनों में, रेशम फाइब्रोइन में थक्कारोधी गुण और प्लेटलेट आसंजन पाया गया है। सिल्क फ़ाइब्राइन अतिरिक्त रूप से इन विट्रो में स्टेम सेल प्रसार का समर्थन करने के लिए पाया गया है।

जिलेटिन: जिलेटिन टाइप I कोलेजन से प्राप्त होता है जिसमें सिस्टीन होता है, और हड्डियों, ऊतकों और जानवरों की त्वचा से कोलेजन के आंशिक हाइड्रोलिसिस द्वारा निर्मित होता है। जिलेटिन दो प्रकार के होते हैं, टाइप ए और टाइप बी। टाइप ए कोलेजन कोलेजन के एसिड हाइड्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है और इसमें 18.5% नाइट्रोजन होता है। टाइप बी क्षारीय हाइड्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है जिसमें 18% नाइट्रोजन होता है और कोई एमाइड समूह नहीं होता है। ऊंचा तापमान जिलेटिन को पिघला देता है और कॉइल के रूप में मौजूद होता है, जबकि कम तापमान के परिणामस्वरूप कॉइल से हेलिक्स परिवर्तन होता है। जिलेटिन में NH2, SH, और COOH जैसे कई कार्यात्मक समूह होते हैं जो जिलेटिन को नैनोकणों और जैव-अणुओं का उपयोग करके संशोधित करने की अनुमति देते हैं। जिलेटिन एक एक्स्ट्रासेल्युलर मैट्रिक्स प्रोटीन है जो इसे घाव की ड्रेसिंग, दवा वितरण और जीन ट्रांसफ़ेक्शन जैसे अनुप्रयोगों के लिए लागू करने की अनुमति देता है।

स्टार्च: स्टार्च एक सस्ता बायोडिग्रेडेबल बायोपॉलिमर है और आपूर्ति में प्रचुर मात्रा में है। नैनोफाइबर और माइक्रोफ़ाइबर को पॉलीमर विक्ट: मैट्रिक्स में जोड़ा जा सकता है ताकि स्टार्च के यांत्रिक गुणों को बढ़ाया जा सके जिससे लोच (भौतिकी) और ताकत में सुधार हो। तंतुओं के बिना, नमी के प्रति संवेदनशीलता के कारण स्टार्च में खराब यांत्रिक गुण होते हैं। प्लास्टिक और फार्मास्युटिकल टैबलेट सहित कई अनुप्रयोगों के लिए बायोडिग्रेडेबल और नवीकरणीय होने के कारण स्टार्च का उपयोग किया जाता है।

सेल्युलोज: सेल्युलोज स्टैक्ड चेन के साथ बहुत संरचित होता है जिसके परिणामस्वरूप स्थिरता और मजबूती मिलती है। ताकत और स्थिरता ग्लाइकोजन बॉन्ड द्वारा एक साथ जुड़े ग्लूकोज मोनोमर्स के कारण होने वाले सेल्यूलोज के स्ट्राइटर आकार से आती है। सीधा आकार अणुओं को बारीकी से पैक करने की अनुमति देता है। इसकी प्रचुर मात्रा में आपूर्ति, इसकी जैव-अनुकूलता और पर्यावरण के अनुकूल होने के कारण सेल्युलोज का उपयोग बहुत आम है। सेल्युलोज का उपयोग नैनो-फाइब्रिल्स के रूप में बड़े पैमाने पर किया जाता है जिसे नैनो-सेलुलोज कहा जाता है। कम सांद्रता पर प्रस्तुत नैनो-सेलूलोज़ एक पारदर्शी जेल सामग्री का उत्पादन करता है। इस सामग्री का उपयोग बायोडिग्रेडेबल, सजातीय और विषम मिश्रण, सघन फिल्मों के लिए किया जा सकता है जो जैव चिकित्सा क्षेत्र में बहुत उपयोगी हैं।

alginate: एल्गिनेट भूरे समुद्री शैवाल से प्राप्त सबसे प्रचुर समुद्री प्राकृतिक बहुलक है। एल्गिनेट बायोपॉलिमर एप्लिकेशन पैकेजिंग, कपड़ा और खाद्य उद्योग से लेकर बायोमेडिकल और केमिकल इंजीनियरिंग तक हैं। एल्गिनेट का अब तक का पहला प्रयोग घाव की ड्रेसिंग के रूप में किया गया था, जहां इसके जेल जैसे और शोषक गुणों की खोज की गई थी। जब घावों पर लगाया जाता है, तो एल्गिनेट एक सुरक्षात्मक जेल परत बनाता है जो उपचार और ऊतक पुनर्जनन के लिए इष्टतम है, और एक स्थिर तापमान वातावरण रखता है। इसके अतिरिक्त, दवा वितरण माध्यम के रूप में एल्गिनेट के साथ विकास हुआ है, क्योंकि विभिन्न प्रकार के एल्गिनेट घनत्व और रेशेदार संरचना के कारण दवा रिलीज दर में आसानी से हेरफेर किया जा सकता है।

बायोपॉलिमर एप्लिकेशन

बायोपॉलिमर्स के अनुप्रयोगों को दो मुख्य क्षेत्रों के अंतर्गत वर्गीकृत किया जा सकता है, जो उनके बायोमेडिकल और औद्योगिक उपयोग के कारण भिन्न होते हैं।

बायोमेडिकल

क्योंकि बायोमेडिकल इंजीनियरिंग के मुख्य उद्देश्यों में से एक शरीर के अंगों की नकल करना है ताकि सामान्य शरीर के कार्यों को बनाए रखा जा सके, बायोपॉलिमर्स का उपयोग ऊतक इंजीनियरिंग, चिकित्सा उपकरणों और दवा उद्योग के लिए बड़े पैमाने पर किया जाता है।कई बायोपॉलिमरों का उपयोग पुनर्योजी चिकित्सा, ऊतक इंजीनियरिंग, दवा वितरण और उनके यांत्रिक गुणों के कारण समग्र चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है। वे घाव भरने, और जैव-गतिविधि के उत्प्रेरण, और गैर-विषाक्तता जैसी विशेषताएँ प्रदान करते हैं। सिंथेटिक पॉलिमर की तुलना में, जो गिरावट के बाद इम्युनोजेनिक अस्वीकृति और विषाक्तता जैसे विभिन्न नुकसान पेश कर सकते हैं, कई बायोपॉलिमर सामान्य रूप से शारीरिक एकीकरण के साथ बेहतर होते हैं क्योंकि उनके पास मानव शरीर के समान अधिक जटिल संरचनाएं भी होती हैं।

अधिक विशेष रूप से, कोलेजन और रेशम जैसे पॉलीपेप्टाइड्स जैव-संगत सामग्री हैं जिनका उपयोग ग्राउंड ब्रेकिंग रिसर्च में किया जा रहा है, क्योंकि ये सस्ती और आसानी से प्राप्य सामग्री हैं। जिलेटिन पॉलीमर का इस्तेमाल अक्सर घावों की मरहम-पट्टी के लिए किया जाता है, जहां यह चिपकाने वाले के रूप में काम करता है। मचान और जिलेटिन के साथ फिल्में मचान को दवाओं और अन्य पोषक तत्वों को रखने की अनुमति देती हैं जिनका उपयोग उपचार के लिए घाव की आपूर्ति के लिए किया जा सकता है।

कोलेजन बायोमेडिकल साइंस में उपयोग किए जाने वाले अधिक लोकप्रिय बायोपॉलिमर में से एक है, यहां उनके उपयोग के कुछ उदाहरण दिए गए हैं:

कोलेजन आधारित दवा वितरण प्रणाली: कोलेजन फिल्म एक अवरोधक झिल्ली की तरह काम करती है और संक्रमित कॉर्नियल ऊतक या यकृत कैंसर जैसे ऊतक संक्रमण के इलाज के लिए उपयोग की जाती है। <रेफरी नाम = यादव जेडई21-जेडई25>{{Cite journal|last1=Yadav|first1=Preeti|last2=Yadav|first2=Harsh|last3=Shah|first3=Veena Gowri|last4=Shah|first4=Gaurav|last5=Dhaka|first5=Gaurav|date=September 2015|title=बायोमेडिकल बायोपॉलिमर्स, बायोमेडिकल साइंसेज में उनकी उत्पत्ति और विकास: एक व्यवस्थित समीक्षा|journal=Journal of Clinical and Diagnostic Research|volume=9|issue=9|pages=ZE21–ZE25|doi=10.7860/JCDR/2015/13907.6565|issn=2249-782X|pmc=4606363|pmid=26501034}</ref> कोलेजन फिल्मों का उपयोग जीन वितरण वाहकों के लिए किया गया है जो हड्डियों के निर्माण को बढ़ावा दे सकते हैं।

कोलेजन स्पंज: कोलेजन स्पंज का उपयोग जले हुए पीड़ितों और अन्य गंभीर घावों के इलाज के लिए ड्रेसिंग के रूप में किया जाता है। कोलेजन आधारित प्रत्यारोपण का उपयोग सुसंस्कृत त्वचा कोशिकाओं या दवा वाहक के लिए किया जाता है जो जले हुए घावों और त्वचा को बदलने के लिए उपयोग किया जाता है। <रेफरी नाम = यादव ZE21–ZE25 />

कोलेजन हेमोस्टेट के रूप में: जब कोलेजन प्लेटलेट्स के साथ इंटरैक्ट करता है तो यह रक्त के तेजी से जमाव का कारण बनता है। यह तेजी से जमावट एक अस्थायी ढांचा पैदा करता है ताकि रेशेदार स्ट्रोमा को मेजबान कोशिकाओं द्वारा पुन: उत्पन्न किया जा सके। कोलेजन आधारित हेमोस्टैट ऊतकों में रक्त की कमी को कम करता है और यकृत और प्लीहा जैसे सेलुलर अंगों में रक्तस्राव को प्रबंधित करने में मदद करता है।

Chitosan बायोमेडिकल रिसर्च में एक और लोकप्रिय बायोपॉलिमर है। चिटोसन काइटिन से प्राप्त होता है, क्रस्टेशियंस और कीड़ों के बहिःकंकाल में मुख्य घटक और दुनिया में दूसरा सबसे प्रचुर बायोपॉलिमर है।बायोमेडिकल साइंस के लिए चितोसान में कई बेहतरीन विशेषताएं हैं। चिटोसन बायोकंपैटिबल है, यह अत्यधिक बायोएक्टिव यौगिक है, जिसका अर्थ है कि यह शरीर से एक लाभकारी प्रतिक्रिया को उत्तेजित करता है, यह बायोडिग्रेड कर सकता है जो इम्प्लांट एप्लिकेशन में दूसरी सर्जरी को समाप्त कर सकता है, जैल और फिल्म बना सकता है, और अर्ध-पारगम्य झिल्ली है। ये गुण चिटोसन के विभिन्न बायोमेडिकल अनुप्रयोगों के लिए अनुमति देते हैं।

Chitosan दवा वितरण के रूप में: Chitosan मुख्य रूप से दवा लक्ष्यीकरण के साथ प्रयोग किया जाता है क्योंकि इसमें दवा अवशोषण और स्थिरता में सुधार करने की क्षमता है। इसके अलावा, एंटीकैंसर एजेंटों के साथ संयुग्मित चिटोसन भी कैंसर के ऊतकों में मुक्त दवा की क्रमिक रिलीज के कारण बेहतर एंटीकैंसर प्रभाव पैदा कर सकता है।

एंटी-माइक्रोबियल एजेंट के रूप में चिटोसन: चिटोसन का उपयोग सूक्ष्मजीवों के विकास को रोकने के लिए किया जाता है। यह विभिन्न खमीर प्रजातियों के शैवाल, कवक, बैक्टीरिया और ग्राम पॉजिटिव बैक्टीरिया जैसे सूक्ष्मजीवों में रोगाणुरोधी कार्य करता है।

टिश्यू इंजीनियरिंग के लिए चिटोसन सम्मिश्र: एल्गिनेट के साथ चिटोसन के मिश्रित पाउडर का उपयोग कार्यात्मक घाव ड्रेसिंग बनाने के लिए किया जाता है। ये ड्रेसिंग एक नम वातावरण बनाते हैं जो उपचार प्रक्रिया में सहायता करता है। यह घाव ड्रेसिंग भी बहुत जैव संगत, बायोडिग्रेडेबल है और इसमें झरझरा संरचनाएं हैं जो कोशिकाओं को ड्रेसिंग में बढ़ने की अनुमति देती हैं।

औद्योगिक

भोजन: खाद्य उद्योग में बायोपॉलिमर्स का उपयोग पैकेजिंग, खाद्य इनकैप्सुलेशन फिल्मों और कोटिंग खाद्य पदार्थों जैसी चीजों के लिए किया जा रहा है। पाली लैक्टिक अम्ल (पीएलए) स्पष्ट रंग और पानी के प्रतिरोध के कारण खाद्य उद्योग में बहुत आम है। हालांकि, अधिकांश पॉलिमर में हाइड्रोफिलिक इंटरैक्शन क्रोमैटोग्राफी प्रकृति होती है और नमी के संपर्क में आने पर बिगड़ने लगती है। बायोपॉलिमर्स का उपयोग खाद्य फिल्मों के रूप में भी किया जा रहा है जो खाद्य पदार्थों को घेरते हैं। इन फिल्मों में एंटीऑक्सिडेंट, एंजाइम, प्रोबायोटिक्स, खनिज और विटामिन जैसी चीजें हो सकती हैं। बायोपॉलिमर फिल्म के साथ एनकैप्सुलेट किया गया भोजन शरीर को इन चीजों की आपूर्ति कर सकता है।

पैकेजिंग: पैकेजिंग में उपयोग किए जाने वाले सबसे आम बायोपॉलिमर पॉलीहाइड्रॉक्सीअल्कानोएट्स (PHA), पॉलीलैक्टिक एसिड (PLA) और स्टार्च हैं। स्टार्च और पीएलए व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं और बायोडिग्रेडेबल हैं, जो उन्हें पैकेजिंग के लिए एक आम पसंद बनाते हैं। हालांकि, उनके अवरोधक गुण और तापीय गुण आदर्श नहीं हैं। हाइड्रोफिलिक पॉलिमर पानी प्रतिरोधी नहीं हैं और पानी को पैकेजिंग के माध्यम से प्राप्त करने की अनुमति देते हैं जो पैकेज की सामग्री को प्रभावित कर सकते हैं। पॉलीग्लाइकोलिक एसिड (पीजीए) एक बायोपॉलिमर है जिसमें बड़ी अवरोधक विशेषताएँ होती हैं और अब इसका उपयोग पीएलए और स्टार्च से अवरोध बाधाओं को ठीक करने के लिए किया जा रहा है।

जल शोधन : चिटोसन का उपयोग जल शोधन के लिए किया जाता रहा है। इसका उपयोग एक flocculant के रूप में किया जाता है जो पर्यावरण में गिरावट के लिए वर्षों के बजाय केवल कुछ सप्ताह या महीने लेता है। चिटोसन केलेशन द्वारा पानी को शुद्ध करता है। यह वह प्रक्रिया है जिसमें बहुलक श्रृंखला के साथ बंधन स्थल पानी में धातु के साथ जुड़कर केलेशन बनाते हैं। चितोसान तूफान और अपशिष्ट जल उपचार में उपयोग के लिए एक उत्कृष्ट उम्मीदवार के रूप में दिखाया गया है।

सामग्री के रूप में

कुछ बायोपॉलिमर्स- जैसे कि पॉलीलैक्टिक एसिड, प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले कौन, और पॉली-3-हाइड्रॉक्सीब्यूटाइरेट को प्लास्टिक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, जो POLYSTYRENE या POLYETHYLENE आधारित प्लास्टिक की आवश्यकता को प्रतिस्थापित करता है।

कुछ प्लास्टिक को अब 'डिग्रेडेबल', 'ऑक्सी-डिग्रेडेबल' या 'यूवी-डिग्रेडेबल' कहा जाता है। इसका मतलब यह है कि प्रकाश या हवा के संपर्क में आने पर वे टूट जाते हैं, लेकिन ये प्लास्टिक अभी भी मुख्य रूप से (98 प्रतिशत तक) तेल आधारित हैं और वर्तमान में पैकेजिंग और पैकेजिंग अपशिष्ट पर यूरोपीय संघ के निर्देश के तहत 'बायोडिग्रेडेबल' के रूप में प्रमाणित नहीं हैं। 94/62/ईसी)। बायोपॉलिमर्स टूट जाएंगे, और कुछ घरेलू खाद के लिए उपयुक्त हैं। पैकेजिंग उद्योग में उपयोग के लिए बायोपॉलिमर्स (जिन्हें नवीकरणीय पॉलिमर भी कहा जाता है) बायोमास से उत्पादित किए जाते हैं। बायोमास चीनी चुकंदर, आलू या गेहूं जैसी फसलों से आता है: जब बायोपॉलिमर्स का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है, तो इन्हें गैर खाद्य फसलों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। इन्हें निम्नलिखित रास्तों में परिवर्तित किया जा सकता है:

चुकंदर> ग्लाइकोनिक एसिड> पॉलीग्लाइकोनिक एसिड

स्टार्च> (किण्वन)> दुग्धाम्ल > पॉलीलैक्टिक एसिड (पीएलए)

बायोमास> (किण्वन)> बायोएथेनॉल> एथीन> पॉलीथीन

बायोपॉलिमर्स से कई प्रकार की पैकेजिंग बनाई जा सकती है: खाद्य ट्रे, नाजुक सामानों की शिपिंग के लिए उड़ाए गए स्टार्च छर्रों, लपेटने के लिए पतली फिल्म।

पर्यावरणीय प्रभाव

बायोपॉलिमर्स टिकाऊ, कार्बन तटस्थ और हमेशा नवीकरणीय हो सकते हैं, क्योंकि वे पौधे या पशु सामग्री से बने होते हैं जिन्हें अनिश्चित काल तक उगाया जा सकता है। चूंकि ये सामग्रियां कृषि फसलों से आती हैं, इसलिए उनका उपयोग एक स्थायी उद्योग बना सकता है। इसके विपरीत, पेट्रोकेमिकल्स से प्राप्त पॉलिमर के लिए फीडस्टॉक्स अंततः समाप्त हो जाएंगे। इसके अलावा, बायोपॉलिमर्स में कार्बन उत्सर्जन में कटौती और सीओ को कम करने की क्षमता है₂ वातावरण में मात्राएँ: ऐसा इसलिए है क्योंकि CO₂ जब वे खराब हो जाते हैं तो उन्हें बदलने के लिए उगाई जाने वाली फसलों द्वारा पुन: अवशोषित किया जा सकता है: यह उन्हें कार्बन न्यूट्रल के करीब बनाता है।

कुछ बायोपॉलिमर बाइओडिग्रेड्डबल होते हैं: वे सीओ में टूट जाते हैं₂ और सूक्ष्मजीवों द्वारा पानी। इनमें से कुछ बायोडिग्रेडेबल बायोपॉलिमर खाद हैं: उन्हें एक औद्योगिक कंपोस्टिंग प्रक्रिया में डाला जा सकता है और छह महीने के भीतर 90% तक टूट जाएगा। ऐसा करने वाले बायोपॉलिमर्स को यूरोपीय मानक EN 13432 (2000) के तहत 'कम्पोस्टेबल' प्रतीक के साथ चिह्नित किया जा सकता है। इस प्रतीक के साथ चिह्नित पैकेजिंग को औद्योगिक कंपोस्टिंग प्रक्रियाओं में डाला जा सकता है और छह महीने या उससे कम समय में टूट जाएगा। कम्पोस्टेबल पॉलीमर का एक उदाहरण 20μm मोटी के नीचे PLA फिल्म है: जो फिल्में इससे मोटी होती हैं, वे कंपोस्टेबल के रूप में योग्य नहीं होती हैं, भले ही वे बायोडिग्रेडेबल हों। यूरोप में एक होम कंपोस्टिंग मानक और संबद्ध लोगो है जो उपभोक्ताओं को उनके कंपोस्ट ढेर में पैकेजिंग की पहचान करने और निपटाने में सक्षम बनाता है।

यह भी देखें

• बायोमटेरियल
• जैव प्लास्टिक
• बायोपॉलिमर और सेल (जर्नल)
• संघनन पॉलिमर
• संघनित टैनिन
• डीएनए अनुक्रम
• Food microbiology § Microbial biopolymers
• मेलेनिन
• गैर खाद्य फसलें
• फॉस्फोरामाइडाइट
• पॉलिमर रसायन
• अनुक्रम नियंत्रित पॉलिमर
• अनुक्रमण
• छोटे अणु
• कृमि जैसी जंजीर

बाहरी संबंध

• NNFCC: The UK's National Centre for Biorenewable Energy, Fuels and Materials
• Bioplastics Magazine
• Biopolymer group
• Bio-Polym Blog
• What’s Stopping Bioplastic?