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什麼是纖維素?概念、功能、特性和用途、發現歷史

2024-09-14自然科學455

我們解釋什麼是纖維素,它的功能、特性和用途是什麼。另外,它的發現歷史是什麼?

什麼是纖維素?概念、功能、特性和用途、發現歷史

蔬菜中的纖維素用於多種工業產品。

什麼是纖維素?

纖維素是植物界和原生生物界一些生物中非常常見的有機化合物。因此,它構成了我們星球上最豐富的生物分子。

它是一種生物聚合物,即長鏈碳水化合物,僅由透過氫鍵連接在一起的葡萄糖分子(β-葡萄糖)組成。它由化學式C 6 H 10 O 5描述。

纖維素由植物合成並構成其基本化合物之一,但動物沒有消化它所需的酶(纖維素酶)。人類也不能以它為食,儘管這種化合物確實有許多工業用途。

然而,反芻動物和其他素食動物的胃裡確實有細菌和微生物,可以幫助它們消化植物內容物。

另一方面,纖維素存在於植物細胞的結構中,或存在於不同的纖維和植物產品中,例如棉花(由 90% 纖維素製成)。

另請參見:大分子

纖維素的歷史

法國化學家 Anselme Payen(1795-1871)於 1838 年在棉花、馬鈴薯和紙張的研究中發現了纖維素,從而成功地將其分離並確定了其化學式。從那時起,它就被用於生產纖維和商業物質,例如賽璐珞,一種於 1856 年首次獲得的熱塑性聚合物,名稱為Parkesin。

纖維素的功能

什麼是纖維素?概念、功能、特性和用途、發現歷史

在植物中,纖維素起著支撐作用。

纖維素在植物組織中的主要功能是支撐,即它是植物細胞細胞壁的一部分,比例為40%。例如,木材含有 50% 的纖維素,而棉花則含有 90%。

正如我們之前所說,動物無法從纖維素(以葡萄糖的形式)中提取能量,因為我們無法自然地進行該分子的水解(即其化學分解)。

然而,許多微生物和真菌能夠分解它,並透過降解木材、葉子、莖(或紙板、紙張和其他由其衍生的產品)的纖維素,從而發揮重要的生態作用。

纖維素的性質

什麼是纖維素?概念、功能、特性和用途、發現歷史

纖維素的可燃特性每天都在使用。

纖維素由較小的有機糖單元(即醣類)結合成長而緊密的鏈。它不溶於水和酒精,並且具有高度可變的分子量。

與其他生物來源的碳水化合物一樣,纖維素是可燃的,與強氧化劑發生放熱反應,這解釋了為何森林火災如此容易蔓延。

纖維素的用途

什麼是纖維素?概念、功能、特性和用途、發現歷史

纖維素絕緣材料也可以由再生紙製成。

纖維素很容易透過天然或人工方式取得,是世界上加工最多的原料之一,特別是在紙張、紙板、人造木材、天然纖維、人造絲或賽璐珞的製造中。

它也用作隔熱和隔音材料、清漆,甚至用於製造炸藥(硝化纖維素)。

續:有機物


標籤: 生物學

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