Doutorado
  1. Química inorgânica  1.1. Química de coordenação  1.1.1. Teoria do campo dos ligantes  1.1.2. Teoria do campo cristalino  1.1.3. Teoria de Orbital Molecular para Compostos de Coordenação  1.1.4. Estabilidade de Compostos de Coordenação  1.1.5. Espectros eletrônicos de compostos de coordenação  1.1.6. Isomerismo em Compostos de Coordenação  1.1.7. Cinética e mecanismo das reações de coordenação  1.2. Química Organometálica  1.2.1. Carbonilos metálicos  1.2.2. Alquil e aril metálico  1.2.3. Carbonos de Fischer e Schrock  1.2.4. Adição Oxidativa e Eliminação Redutiva  1.2.5. Hidretos Metálicos  1.2.6. Catalysis by organometallic compounds  1.2.7. Metallocenos e Complexos Sanduíche  1.2.8. Ativação de CH  1.3. Química do estado sólido  1.3.1. Estruturas e Redes Cristalinas  1.3.2. Teoria de bandas e propriedades elétricas  1.3.3. Defeitos no cristal  1.3.4. Síntese de materiais de estado sólido  1.3.5. Propriedades magnéticas e ópticas dos sólidos  1.3.6. Supercondutividade  1.3.7. Íons em estado sólido  1.4. Química Bio-inorgânica  1.4.1. Metaloproteínas e enzimas  1.4.2. Transporte e armazenamento de íons metálicos  1.4.3. O papel dos metais na medicina  1.4.4. Catálise bioinspirada  1.4.5. Interações Metal-DNA  1.4.6. Complexos Metálicos na Ciência Médica  1.5. Lantanídeos e Actinídeos  1.5.1. Configuração eletrônica e estados de oxidação em lantanídeos e actinídeos  1.5.2. Propriedades Espectrais e Magnéticas em Lantanídeos e Actinídeos  1.5.3. Separação e Extração de Lantanídios e Actinídios  1.5.4. Química de coordenação dos elementos do bloco f  1.6. Main Group Chemistry  1.6.1. Química de compostos de boro  1.6.2. Química dos Compostos de Silício e Germânio  1.6.3. Química dos Compostos de Fósforo e Enxofre  1.6.4. Química de organossilício  1.6.5. Química dos Gases Nobres
  2. Química Orgânica  2.1. Mecanismo de reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição e substituição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de Rearranjo  2.1.5. Reações Radicais  2.1.6. Reações Pericíclicas  2.1.7. Reações fotoquímicas  2.2. Estereoscópico  2.2.1. Quiralidade e atividade óptica  2.2.2. Análise estrutural  2.2.3. Efeitos estereoeletrônicos  2.2.4. Síntese assimétrica  2.2.5. Estereoquímica Dinâmica  2.3. Química Organometálica na Síntese Orgânica  2.3.1. Reagentes de organolítio e organomagnésio  2.3.2. Reações de acoplamento catalisadas por metais de transição  2.3.3. Reações catalisadas por paládio  2.3.4. Metátese de Olefinas  2.3.5. Catálise de ouro e prata  2.4. Química de produtos naturais  2.4.1. Alcaloides e terpenoides  2.4.2. Esteróides e Flavonoides  2.4.3. Síntese total de produtos naturais  2.4.4. Biossíntese de produtos naturais  2.5. Química Supramolecular  2.5.1. Química Hospedeiro-Convidado  2.5.2. Auto-organização e reconhecimento molecular  2.5.3. Catalise Supramolecular  2.5.4. Máquinas Moleculares
  3. Química Física  3.1. Termodinâmica  3.1.1. Leis da Termodinâmica  3.1.2. Potencial Químico e Equilíbrio  3.1.3. Termodinâmica Estatística  3.1.4. Termodinâmica de não equilíbrio  3.2. Química Quântica  3.2.1. Equação de Schrödinger e suas aplicações  3.2.2. Teoria do orbital molecular  3.2.3. Teoria do funcional da densidade  3.2.4. Post-Hartree–Fock methods  3.3. Cinética química  3.3.1. Teoria da taxa de reação  3.3.2. Mecanismo e leis de velocidade  3.3.3. Catalise e cinética enzimática  3.3.4. Dinâmica de reações  3.4. Espectroscopia e estrutura molecular  3.4.1. Espectroscopia de Infravermelho  3.4.2. Espectroscopia UV-visível  3.4.3. Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear  3.4.4. Espectrometria de Massa  3.4.5. Espectroscopia Raman  3.5. Química de Superfícies e Coloides  3.5.1. Absorção e Catálise  3.5.2. Tensioativos e micelas  3.5.3. Estabilidade Coloidal  3.5.4. Nanomateriais e Interfaces
  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  4.1.4. Cromatografia Iônica  4.2. Técnicas Eletroanalíticas  4.2.1. Voltametria e Polarografia  4.2.2. Condutometria e potenciometria  4.2.3. Colometria  4.3. Métodos Espectroscópicos  4.3.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.3.2. Espectroscopia de Fluorescência  4.3.3. Difração de raios-X  4.3.4. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  4.4. Quimiometria  4.4.1. Processamento de dados e métodos estatísticos  4.4.2. Análise multidisciplinar  4.4.3. Aprendizado de Máquina em Química Analítica
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.3. Design de fármacos computacional  5.4. Aprendizado de Máquina em Química  5.5. Dinâmica molecular ab initio
  6. Biofísica e Química Medicinal  6.1. Descoberta e Design de Medicamentos  6.2. Cinética enzimática e inibição  6.3. Abordagem de biologia química  6.4. Interações proteína-ligante  6.5. Química bio-ortogonal
  7. Química de materiais  7.1. Química de polímeros  7.1.1. Mecanismo de polimerização  7.1.2. Polímeros Funcionais  7.1.3. Polímero Biodegradável  7.1.4. Polímeros condutores e semicondutores  7.2. Nanoquímica  7.2.1. Nanopartículas e nanoestruturas  7.2.2. Nanomateriais à base de carbono  7.2.3. Pontos quânticos  7.3. Química Energética e Ambiental  7.3.1. Química de Baterias e Células a Combustível  7.3.2. Química verde e materiais sustentáveis  7.3.3. Fotocatálise

Doutorado → Química de materiais → Química de polímeros ↓


Polímero Biodegradável


Polímeros biodegradáveis são uma área fascinante e importante no campo da química dos polímeros, especialmente à medida que o mundo avança em direção a materiais mais sustentáveis e ecologicamente corretos. No mundo de hoje, a ênfase na redução da poluição ambiental, especialmente a causada por resíduos plásticos, concentrou a atenção no desenvolvimento de materiais que podem se decompor com segurança no ambiente natural. Esta descrição detalhada mergulha na complexidade e riqueza dos polímeros biodegradáveis, ao mesmo tempo que explica os conceitos de forma acessível.

O que são polímeros biodegradáveis?

Polímeros biodegradáveis são uma classe de polímeros que se decompõem após seu propósito pretendido em subprodutos naturais, como gases (CO2, N2), água, biomassa e sais inorgânicos. A decomposição desses polímeros ocorre pela ação de microrganismos naturalmente presentes, como bactérias, fungos e algas.

Estrutura dos polímeros biodegradáveis

A estrutura química dos polímeros biodegradáveis é projetada de tal forma que eles são capazes de sofrer mecanismos enzimáticos e hidrolíticos que levam à sua desintegração. Geralmente, esses polímeros são caracterizados pela presença de grupos funcionais que são sensíveis a interações ambientais como umidade, temperatura e ação microbiana. Por exemplo, ligações de éster, amida e éter são frequentemente incorporadas à espinha dorsal do polímero para facilitar a biodegradação.

Tipos de polímeros biodegradáveis

Polímeros biodegradáveis podem ser amplamente classificados em duas categorias:

  • Polímeros biodegradáveis naturais: Estes são derivados de fontes naturais. Exemplos incluem polissacarídeos como amido e celulose, e proteínas como gelatina e seda.
  • Polímeros biodegradáveis sintéticos: Estes são polímeros fabricados pelo homem projetados para serem biodegradáveis. Exemplos incluem ácido poliglicólico (PGA), ácido polilático (PLA) e policaprolactona (PCL).

Química dos polímeros biodegradáveis

Para entender como funcionam os polímeros biodegradáveis, vamos dar uma olhada mais profunda em sua química.

Ácido polilático (PLA)

n(C3H6O3) → (C3H4O2)n + nH2O

O PLA é um dos polímeros biodegradáveis mais amplamente utilizados. É sintetizado por meio da polimerização do ácido láctico, que pode ser obtido de recursos renováveis, como amido de milho e cana-de-açúcar. As ligações de éster no PLA são suscetíveis à hidrólise, fazendo com que o polímero se decomponha em ácido láctico ao longo do tempo, que pode então ser metabolizado por microrganismos.

Ácido poliglicólico (PGA)

n(C2H4O3) → (C2H2O2)n + nH2O

O PGA é outro polímero biodegradável importante, conhecido por sua alta resistência e capacidade de se decompor em ácido glicólico. Como o PLA, o PGA contém ligações de éster que são divididas por hidrólise, tornando-o ideal para aplicações médicas, como suturas.

Aplicações dos polímeros biodegradáveis

A utilidade dos polímeros biodegradáveis se estende por muitas indústrias, especialmente em embalagens, agricultura, medicina, etc.

Aplicações médicas

No campo médico, os polímeros biodegradáveis revolucionaram a forma como implantes e dispositivos são usados no corpo. Como esses materiais eventualmente se decompõem, eles eliminam a necessidade de cirurgia adicional para remover dispositivos. Algumas aplicações notáveis incluem:

  • Suturas: Feitas de PGA e PLA, essas suturas se dissolvem com o tempo, eliminando a necessidade de removê-las.
  • Liberação de medicamentos: Polímeros biodegradáveis podem absorver medicamentos e liberá-los lentamente no corpo à medida que se degradam.
  • Engenharia de tecidos: Estruturas feitas de polímeros biodegradáveis suportam o crescimento de novos tecidos, e depois se decompõem, deixando o tecido natural para trás.

Impacto ambiental e embalagens

Com a crise ambiental causada pelos plásticos convencionais, os polímeros biodegradáveis servem como excelentes alternativas para materiais de embalagem. Esses podem ser usados para fazer sacolas, filmes e recipientes biodegradáveis, reduzindo assim o desperdício em aterros e a poluição ambiental.

Benefícios dos polímeros biodegradáveis

O uso de polímeros biodegradáveis oferece vários benefícios:

  • Benefícios ambientais: Redução na pegada de carbono de resíduos de aterros e materiais.
  • Sustentabilidade: Muitos polímeros biodegradáveis são derivados de recursos renováveis.
  • Baixa toxicidade: Esses polímeros geralmente se decompõem em produtos não tóxicos.

Desafios na implementação de polímeros biodegradáveis

Apesar de suas muitas vantagens, vários desafios impedem a adoção generalizada de polímeros biodegradáveis:

  • Custo: Polímeros biodegradáveis podem ser mais caros para produzir do que plásticos tradicionais.
  • Desempenho: Nem todos os polímeros biodegradáveis têm as mesmas propriedades mecânicas que seus equivalentes não biodegradáveis.
  • Reciclagem: A infraestrutura para reciclagem de polímeros biodegradáveis ainda está em desenvolvimento.

O futuro dos polímeros biodegradáveis

A pesquisa sobre polímeros biodegradáveis continua, com progressos significativos sendo feitos no desenvolvimento de novos materiais com propriedades aprimoradas. O foco é aumentar sua resistência, versatilidade e eficiência de produção, ao mesmo tempo que reduz os custos. Assim, o futuro dos polímeros biodegradáveis parece promissor na abordagem das questões ambientais e no avanço da ciência dos materiais.

O desenvolvimento de híbridos, combinando polímeros biodegradáveis naturais e sintéticos, é uma área empolgante, que potencialmente leva a novos materiais que aproveitam as vantagens de ambas as classes. Dessa forma, os polímeros biodegradáveis continuarão a desempenhar um papel fundamental na pavimentação de um futuro sustentável e ecologicamente correto.


Doutorado → 7.1.3


U
username
0%
concluído em Doutorado

← Anterior (7.1.2)
Polímeros Funcionais
Próximo (7.1.4) →
Polímeros condutores e semicondutores

Comentários 



Polímero Biodegradável

https://www.chemistryelite.com/phd/7.1.3?ceal=pt