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Nein, die Menschen haben die Polymere nicht erfunden.

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Du denkst vielleicht, dass Polymere so verbreitet sind, dass sie auf Bäumen wachsen… Nun, da haben Sie recht. Wenn wir sagen, dass Polymere überall vorkommen, dann meinen wir das auch so. Tatsächlich sind Polymere von Anfang an in der Natur vorhanden. Alle Lebewesen – Pflanzen, Tiere und Menschen – bestehen aus Polymeren.

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Beginnen wir mit den Pflanzen.

Polymere in Pflanzen

Pflanzen bestehen aus einem Polymer namens Zellulose. Das ist der zähe Stoff, aus dem Holz und Stämme – und Pauls Baumhaus! – hergestellt werden. Aus Zellulose werden auch Fasern wie Baumwolle und Hanf hergestellt, die wir zu Fäden verdrehen und zu Kleidung verweben können. Und viele Pflanzen produzieren auch Stärke. Kartoffeln, Mais, Reis und Getreide enthalten alle eine Menge Stärke. Stärke ist auch ein Polymer.

Auch wenn Stärke und Zellulose beide aus demselben Zucker (Glukose) bestehen, verhalten sie sich sehr unterschiedlich (weil die Glukosemoleküle unterschiedlich miteinander verbunden sind). Stärke lässt sich in Wasser auflösen, Zellulose jedoch nicht. Deshalb stellen wir Lebensmittel aus Stärke her, und wir bauen Dinge und stellen Kleidung aus Zellulose her.

Stärke ist zu einem dichten Klumpen verdreht, mit vielen Verzweigungen und Enden, die überall herausragen. Stärke ist eigentlich nur eine kompakte Methode, um viel Glukose auf kleinem Raum zu speichern. Unser Körper spaltet die Stärke in Glukose auf, die als Energie verwendet werden kann, damit man rennen, springen, spielen und denken kann.

Pflanzen verwenden Zellulose für ihre Festigkeit. Die Zelluloseketten sind alle gestreckt und liegen gerne eng beieinander, wie rohe Spaghetti, die zusammenkleben. Deshalb kann Zellulose auch die höchsten Bäume tragen! Und auch Holzhäuser! Baumwolle besteht größtenteils aus Zellulose – diese langgestreckten Ketten ergeben großartige Fasern.

Die Zellulose in Gemüse und Getreide ist der Ballaststoff in unserer Nahrung. Wir können sie nicht verdauen, aber sie ist gut für uns, weil sie dazu beiträgt, unser Inneres sauber zu halten.

Zellulose und Stärke bestehen beide aus Zuckern – deshalb nennt man sie Polysaccharide (was „viele Zucker“ bedeutet).

Ein weiteres nützliches natürliches Polymer, das von Pflanzen produziert wird, ist Gummi. Er wird schon seit Hunderten von Jahren von Bäumen in Mittel- und Südamerika geerntet. In den letzten paar hundert Jahren haben die Menschen herausgefunden, wie man ihn stärker und haltbarer machen kann. Und Wissenschaftler waren sehr erfolgreich bei der Erfindung ihrer eigenen Versionen von Kautschuk für verschiedene Zwecke.

Polymere in Menschen – und auch in allen Arten von Tieren …Eiweiß

Du weißt, dass man sagt: „Du bist, was du isst.“ Nun, ein natürliches Polymer, von dem wir eine Menge essen, ist auch eines, aus dem wir gemacht sind – PROTEIN! Eiweiß bildet auch einige der Dinge, die Sie tragen – nämlich Leder, Seide und Wolle. Eiweiß ist ein natürliches Polymer, das aus Molekülen namens Aminosäuren gebildet wird. Chicken Nuggets und Hamburger enthalten viel Eiweiß (aber das Brötchen enthält viel Stärke!). Eiweiß ist der Hauptbestandteil von Haut, Organen, Muskeln, Haaren und Fingernägeln. Das am häufigsten vorkommende Eiweiß in unserem Körper, das Kollagen, dient der Stützung und Struktur. Es befindet sich zwischen allen Zellen deines Körpers, überall in deinen Organen und sogar in deinen Zähnen und Knochen.

Federn und Fell, Haare und Fingernägel (sogar Tierhufe) bestehen alle aus dem Protein Keratin. Wolle wird aus Schafshaar hergestellt und eignet sich hervorragend für Kleidung und Stoffe. Wolle ist warm und juckt manchmal ein bisschen, aber sie wird trotzdem häufig verwendet. Man findet sie überall, von Hüten über Röcke bis hin zur Innenseite eines Klaviers … und natürlich in Pullovern. Neben Wolle wurden auch viele andere Tierhaare zur Herstellung von Kleidung verwendet. Angorakaninchen haben ein besonders leichtes, weiches, flauschiges Fell. Kaschmir ist eine Wolle, die von speziellen Ziegen stammt und sehr weich und strapazierfähig ist. Alpakas und Lamas produzieren auch Wolle, die weich und warm ist.

Seide

Ein weiteres großartiges Protein ist Seide – eine Art Faser, die von speziellen Raupen hergestellt wird. Dieses Material wird seit Tausenden von Jahren verwendet, um schöne Stoffe für Kleidung herzustellen. Sie war auch so stark und widerstandsfähig, dass früher Fallschirme aus ihr hergestellt wurden. Und obwohl die Menschen ihre eigene Version von Seide, das Nylon, hergestellt haben, gibt es immer noch nichts, was der Seide gleichkommt. Spinnenseide ist im Verhältnis zu ihrem Gewicht unglaublich stark, und Wissenschaftler haben hart daran gearbeitet, auch diese Faser zu imitieren.

Enzyme

Eine besondere Gruppe von Proteinen, die im Körper arbeiten, sind Enzyme. Jedes Enzym ist ein bestimmter kleiner Eiweißklumpen, der eine bestimmte Aufgabe im Körper erfüllt, und zwar sehr schnell. Ohne Enzyme würden diese Aufgaben entweder gar nicht oder viel zu langsam ablaufen, um Leben zu ermöglichen! Einige Enzyme stellen sogar andere Enzyme her. Die Enzyme arbeiten alle zusammen, um alles in deinem Körper in Gang zu halten, z. B. deine Nahrung in Energie zu verwandeln, damit du deinem kleinen Bruder hinterherlaufen kannst. Klicke hier, um zu sehen, wie du die Arbeit von Enzymen schmecken kannst.

Chitin (klingt wie Drachen – Gasthaus)

Was haben Hummer, Riesenkakerlaken und Pilze gemeinsam?Chitin!

Chitin ist ein starkes, wasserfestes Material, aus dem Krebstiere wie Krabben und Garnelen und alle Arten von Käfern ihre schützenden Außenhüllen bilden. Es kommt sogar in den Zellwänden von Pilzen vor (seltsam, nicht wahr?!). Das Interessante an Chitin ist, dass es in seiner Struktur der Zellulose sehr ähnlich ist. Man könnte meinen, es sei ein Protein, da es (hauptsächlich) von Tieren hergestellt wird, aber es ist eher wie das zähe Zeug in Pflanzen. Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, Chitin zu einem cremefarbenen Pulver zu reinigen, das Landwirten, Ärzten und sogar in Lebensmitteln als Verdickungsmittel nützlich sein kann. Um mehr über Polymere im Meer zu erfahren, klicke hier, um das Polyquarium zu besuchen.

Hier ist eine Frage für dich

Kannst du nach dem, was du jetzt über natürliche Polymere weißt, erraten, welche beiden die häufigsten auf der ganzen Welt sind? Klicken Sie hier für die Antwort.

Natürliche Polymere, die vom Menschen verändert wurden

Einige der ersten vom Menschen hergestellten Polymere wurden aus natürlichen Polymeren hergestellt, wie der aus Zellulose hergestellte Zellulosenitrat-Film. Später wurde dieser Film durch das sicherere, weniger explosive Celluloseacetat ersetzt. Und Acetatfilm wird auch heute noch in Filmkameras verwendet. Zellulose wird auch zur Herstellung der synthetischen Fasern in Rayon verwendet, die vielleicht in einigen Ihrer Kleidungsstücke enthalten sind.

Natürliche Polymere als Inspiration für die Herstellung (oder Verbesserung) von Polymeren

Eine andere Art, wie natürliche Polymere synthetische Polymere beeinflussten, war in Zeiten der Knappheit, z. B. während des Zweiten Weltkriegs, als es nicht genug Seide oder Kautschuk gab, weil wir uns im Krieg mit den Ländern befanden, die sie produzierten. Also fanden die Menschen Wege, ihre eigenen Polymere herzustellen, die diesen natürlichen Produkten ähnlich waren – nämlich Nylon und synthetischen Kautschuk. Neue Verfahren wie die Vernetzung wurden erfunden, um natürliche Polymere zu verbessern. Die Vernetzung von Kautschuk macht ihn stärker und verhindert, dass er schmilzt, wenn er heiß wird.

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