Pós-graduação
  1. Química Física  1.1. Termodinâmica  1.1.1. Leis da Termodinâmica  1.1.2. Entalpia e capacidade térmica  1.1.3. Entropia e energia livre  1.1.4. Equilíbrio de Fases  1.1.5. Termodinâmica estatística  1.1.6. Ciclo termodinâmico  1.1.7. Fugacidade e atividade  1.2. Química Quântica  1.2.1. Princípios da mecânica quântica  1.2.2. Equação de Schrödinger  1.2.3. Partícula em uma caixa  1.2.4. Operadores e autovalores  1.2.5. Orbitais atômicos  1.2.6. Teoria do orbital molecular  1.2.7. Teoria de Perturbação  1.2.8. Teoria de ligação de valência  1.2.9. Hibridização e ligação química  1.3. Cinética química  1.3.1. Leis de velocidade e mecanismos de reação  1.3.2. Teoria das colisões  1.3.3. Teoria do estado de transição  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reações em Cadeia e Polimerização  1.3.6. Reações fotoquímicas  1.4. Mecânica estatística  1.4.1. Funções de Partição  1.4.2. Funções de distribuição molecular  1.4.3. Distribuição de Boltzmann  1.4.4. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopia  1.5.1. Rotational Spectroscopy  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopia Eletrônica  1.5.4. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  1.5.5. Espectrometria de Massa  1.5.6. Espectroscopia Raman  1.5.7. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  1.6. Química de superfícies e coloidal  1.6.1. Isoterma de absorção  1.6.2. Tensão Superficial e Molhabilidade  1.6.3. Estabilidade Coloidal  1.6.4. Catalysis  1.6.5. Emulsões e micelas  1.7. Eletroquímica  1.7.1. Equação de Nernst  1.7.2. Células eletroquímicas  1.7.3. Condutividade e mobilidade  1.7.4. Guerra  1.7.5. Células de combustível  1.7.6. Eletrólise
  2. Química orgânica  2.1. Mecanismo de Reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de rearranjo  2.1.5. Reações radicais  2.1.6. Reações pericíclicas  2.2. Espectroscopia e determinação estrutural  2.2.1. Espectroscopia UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopia de RMN  2.2.4. Espectrometria de Massas  2.2.5. Cristalografia de Raios X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidade e atividade óptica  2.3.2. Análise estrutural  2.3.3. Isomerismo geométrico  2.3.4. Dynamic Stereochemistry  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reagentes organolítio e organomagnésio  2.4.2. Reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio  2.4.3. Complexos de Metais de Transição  2.4.4. Ligação metal-carbono  2.5. Química dos polímeros  2.5.1. Mecanismo de Polimerização  2.5.2. Características dos Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradável  2.5.4. Polímero condutor  2.5.5. Polímeros Supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Design e desenvolvimento de medicamentos  2.6.2. Farmacocinética e farmacodinâmica  2.6.3. Relações estrutura-atividade  2.6.4. Acoplamento Molecular e Triagem de Medicamentos
  3. Química inorgânica  3.1. Química de coordenação  3.1.1. Teoria do Campo Cristalino  3.1.2. Teoria do campo dos ligantes  3.1.3. Série Espectroquímica  3.1.4. Quelação e estabilidade  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalise por complexos organometálicos  3.2.3. Metalocènicos  3.3. Química bioinorgânica  3.3.1. Metaloproteínas e enzimas  3.3.2. O papel dos metais em sistemas biológicos  3.3.3. Transporte e armazenamento de íons metálicos  3.4. Química do estado sólido  3.4.1. Estruturas Cristalinas  3.4.2. Teoria de bandas dos sólidos  3.4.3. Supercondutores  3.4.4. Defeitos no cristal  3.5. Lantanídeos e Actinídeos  3.5.1. Configuração eletrônica em lantanídeos e actinídeos  3.5.2. Química de coordenação dos lantanídeos  3.5.3. Propriedades Magnéticas dos Lantanídeos
  4. Química Analítica  4.1. Cromatografia  4.1.1. Cromatografia Gasosa  4.1.2. Cromatografia Líquida de Alta Performance  4.1.3. Cromatografia em Camada Delgada  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.2.2. Difração de raios X  4.2.3. Espectroscopia de plasma acoplado indutivamente  4.3. Métodos Eletroanalíticos  4.3.1. Potenciometria  4.3.2. Voltametria  4.3.3. Colometria  4.4. Espectrometria de Massa  4.4.1. Técnica de Ionização  4.4.2. Padrão de Fragmentação  4.5. Quimiometria  4.5.1. Análise multidisciplinar  4.5.2. Aprendizado de Máquina em Química
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.1.1. Campos de força e minimização de energia  5.1.2. Simulação de Monte Carlo em simulações de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.2.1. Teoria de Hartree–Fock  5.2.2. Teoria do funcional da densidade  5.2.3. Métodos semi-empíricos  5.3. Design computacional de medicamentos  5.3.1. Acoplamento Molecular  5.3.2. Modelagem QSAR  5.3.3. Triagem Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Cinética Enzimática  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inibição  6.2. Metabolismo e Bioenergética  6.2.1. Glicólise  6.2.2. Ciclo do ácido cítrico  6.2.3. Cadeia de transporte de elétrons  6.3. Biologia Molecular  6.3.1. Replicação e reparo do DNA  6.3.2. Síntese de proteínas  6.3.3. Regulação Genética  6.4. Bioquímica Estrutural  6.4.1. Dobramento de Proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efeito estufa  7.1.2. Destruição da Camada de Ozônio  7.1.3. Poluentes do ar e fumaça  7.2. Química da Água  7.2.1. pH e dureza da água  7.2.2. Tratamento de águas residuais  7.2.3. Química Aquática  7.3. Química do Solo  7.3.1. Contaminação por metais pesados  7.3.2. pH do Solo e Capacidade Tamponante  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicologia e Segurança Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Avaliação de Risco em Toxicologia e Segurança Química em Química Ambiental  7.4.3. Efeitos dos poluentes no ambiente

Pós-graduação → Química orgânica → Química dos polímeros ↓


Polímero Biodegradável


Os polímeros biodegradáveis emergiram como um foco principal no campo da química de polímeros, fazendo a ponte entre a química orgânica e práticas sustentáveis. Esses polímeros oferecem uma fronteira empolgante para abordar preocupações ambientais relacionadas ao gerenciamento de resíduos e à poluição plástica. Esta palestra aprofunda o conceito de polímeros biodegradáveis, sua síntese, propriedades, aplicações e sua importância no mundo contemporâneo.

Introdução aos polímeros biodegradáveis

Os polímeros biodegradáveis são materiais que podem ser degradados por microrganismos em condições naturais em água, dióxido de carbono (ou metano) e biomassa. Ao contrário dos plásticos convencionais que persistem no ambiente por centenas de anos, os polímeros biodegradáveis se decompõem por meio da ação de organismos vivos, reduzindo o fardo em aterros sanitários e ecossistemas marinhos.

Contexto histórico

A busca por polímeros biodegradáveis começou na segunda metade do século 20, impulsionada principalmente pela crescente conscientização ambiental. As pesquisas iniciais se concentraram em polímeros naturais, como polissacarídeos e proteínas, mas depois se expandiram para incluir polímeros biodegradáveis sintéticos. Avanços na ciência e tecnologia de polímeros facilitaram a criação de polímeros com taxas de degradação e propriedades mecânicas otimizadas.

Tipos de polímeros biodegradáveis

Os polímeros biodegradáveis podem ser amplamente classificados em três tipos principais:

Polímeros naturais

Estes são obtidos de fontes naturais e incluem:

  • Polissacarídeos: como amido, celulose, quitosana e alginato.
  • Proteínas: Incluem colágeno, gelatina e queratina.

Polímeros biodegradáveis sintéticos

Estes são polímeros quimicamente sintetizados. Alguns exemplos incluem:

  • Ácido polilático (PLA)
  • Ácido poliglicólico (PGA)
  • Policaprolactona (PCL)
  • Polihidroxialcanoatos (PHA)

Polímeros semissintéticos

Envolvem a modificação de polímeros naturais para melhorar suas propriedades. Exemplos incluem acetilar a celulose para formar acetato de celulose.

A química por trás dos polímeros biodegradáveis

Os polímeros biodegradáveis sofrem alterações químicas principalmente através de hidrólise ou ação enzimática. Sua estrutura molecular é projetada para facilitar esses processos:

Hidrólise

A hidrólise envolve a fragmentação das cadeias poliméricas por moléculas de água. Por exemplo, os ésteres em polímeros à base de poliéster, como PLA e PGA, podem ser hidrolisados:

RCOOR' + H2O → RCOOH + R'OH

Degradação enzimática

Os microrganismos produzem enzimas que podem degradar certos polímeros. A degradação enzimática é comum em polímeros naturais, como a celulose, que é decomposta pela celulase.

Desenvolvendo polímeros biodegradáveis

O desenvolvimento de polímeros biodegradáveis requer consideração cuidadosa de vários fatores:

Estrutura molecular

A presença de grupos hidrolisáveis (como ésteres, amidas ou urethanes) é importante. A cristalinidade e o peso molecular do polímero também afetam sua taxa de biodegradação.

Condições ambientais

A biodegradação pode ser significativamente afetada por fatores ambientais, como temperatura, umidade e atividade microbiana. É importante adaptar o polímero ao ambiente específico onde ele se decomporá.

Propriedades específicas para aplicação

A resistência mecânica, propriedades térmicas e taxa de degradação devem estar alinhadas com a aplicação pretendida do polímero. Por exemplo, em aplicações médicas como suturas, é necessário uma taxa de degradação específica.

Aplicações de polímeros biodegradáveis

Os polímeros biodegradáveis são usados em uma variedade de indústrias:

Área médica

Na medicina, polímeros biodegradáveis são usados em suturas, sistemas de liberação de medicamentos e dispositivos ortopédicos. Polímeros como PLA e PGA são comumente usados devido à sua biocompatibilidade e degradação controlada.

Agricultura

Filmes e revestimentos feitos de polímeros biodegradáveis são usados na agricultura para proteger culturas e controlar ervas daninhas. Eventualmente, esses filmes se decompõem e enriquecem o solo.

Embalagens

Os polímeros biodegradáveis são usados para fazer materiais de embalagem descartáveis, que visam reduzir o impacto ambiental dos resíduos plásticos.

Desafios e direções futuras

Apesar dos seus benefícios, os polímeros biodegradáveis enfrentam vários desafios que os pesquisadores estão continuamente trabalhando para resolver:

Desempenho e custo

Equacionar o desempenho e a relação custo-benefício dos plásticos convencionais continua a ser um desafio. Inovações no processamento de substratos e métodos de síntese são necessárias.

Entendendo o mecanismo de erosão

A complexidade dos mecanismos de degradação sob diferentes condições ambientais requer uma compreensão mais aprofundada, que provavelmente exigirá colaboração interdisciplinar.

Regulamentos e certificação

Harmonizar regulamentações globais e certificações para polímeros biodegradáveis é crítico para facilitar sua adoção e comercialização.

Conclusão

No cruzamento entre química e ciência ambiental, os polímeros biodegradáveis têm um potencial imenso para abordar grandes preocupações ambientais. Compreendendo seus fundamentos químicos, avançando sua síntese e otimizando suas propriedades, os pesquisadores podem desempenhar um papel fundamental no desenvolvimento de soluções sustentáveis na ciência de materiais.

Exemplo visual

era dos polímeros Bio

Através de pesquisas inovadoras e um compromisso com a sustentabilidade, os polímeros biodegradáveis podem contribuir significativamente para um futuro mais harmonioso com o ambiente.


Pós-graduação → 2.5.3


U
username
0%
concluído em Pós-graduação

← Anterior (2.5.2)
Características dos Polímeros
Próximo (2.5.4) →
Polímero condutor

Comentários 



Polímero Biodegradável

https://www.chemistryelite.com/g/2.5.3?ceal=pt