Les monomères forment la base des macromolécules qui soutiennent la vie et fournissent des matériaux artificiels. Les monomères se regroupent pour former de longues chaînes de macromolécules appelées polymères. Diverses réactions conduisent à la polymérisation, généralement via des catalyseurs. De nombreux exemples de monomères existent dans la nature ou sont utilisés dans les industries pour créer de nouvelles macromolécules.

TL; DR (Trop long; n'a pas lu)

Les monomères sont de petites molécules uniques. Lorsqu'ils sont combinés avec d'autres monomères via des liaisons chimiques, ils font des polymères. Les polymères existent à la fois dans la nature, comme dans les protéines, ou ils peuvent être fabriqués par l'homme, comme dans les plastiques.
Que sont les monomères?

Les monomères sont présents sous forme de petites molécules. Ils forment la base de molécules plus grandes via des liaisons chimiques. Lorsque ces unités sont jointes en répétition, un polymère se forme. Le scientifique Hermann Staudinger a découvert que les monomères constituent les polymères. La vie sur Terre dépend des liens que les monomères établissent avec d'autres monomères. Les monomères peuvent être artificiellement construits en polymères, qui se rejoignent par conséquent avec d'autres molécules dans le processus appelé polymérisation. Les gens exploitent cette capacité pour fabriquer des plastiques et d'autres polymères synthétiques. Les monomères deviennent également des polymères naturels qui composent les organismes vivants du monde.
Les monomères dans la nature

Parmi les monomères du monde naturel, il y a les sucres simples, les acides gras, les nucléotides et les acides aminés. Les monomères dans la nature se lient ensemble pour former d'autres composés. Les aliments sous forme de glucides, de protéines et de graisses proviennent de la liaison de plusieurs monomères. D'autres monomères peuvent former des gaz; par exemple, le méthylène (CH _{2) peut se lier ensemble pour former de l'éthylène, un gaz présent dans la nature et responsable de la maturation des fruits. L'éthylène sert à son tour de monomère de base pour d'autres composés tels que l'éthanol. Les plantes et les organismes fabriquent des polymères naturels.}

Les polymères trouvés dans la nature sont fabriqués à partir de monomères qui contiennent du carbone, qui se lie facilement avec d'autres molécules. Les méthodes utilisées dans la nature pour créer des polymères comprennent la synthèse de déshydratation, qui relie les molécules entre elles tout en entraînant l'élimination d'une molécule d'eau. L'hydrolyse, d'autre part, représente une méthode de décomposition des polymères en monomères. Cela se produit via la rupture des liaisons entre les monomères via les enzymes et l'ajout d'eau. Les enzymes fonctionnent comme des catalyseurs pour accélérer les réactions chimiques et sont elles-mêmes de grosses molécules. Un exemple d'une enzyme utilisée pour briser un polymère en monomère est l'amylase, qui convertit l'amidon en sucre. Ce processus est utilisé dans la digestion. Les gens utilisent également des polymères naturels pour émulsifier, épaissir et stabiliser les aliments et les médicaments. Quelques exemples supplémentaires de polymères naturels incluent le collagène, la kératine, l'ADN, le caoutchouc et la laine, entre autres.
Simple Sugar Monomers

Les sucres simples sont des monomères appelés monosaccharides. Les monosaccharides contiennent des molécules de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. Ces monomères peuvent former de longues chaînes qui composent les polymères appelés glucides, les molécules stockant l'énergie que l'on trouve dans les aliments. Le glucose est un monomère de formule C _{6H 12O 6, ce qui signifie qu'il a six carbones, douze hydrogènes et six oxygènes dans sa forme de base. Le glucose est fabriqué principalement par photosynthèse dans les plantes et est le carburant ultime pour les animaux. Les cellules utilisent le glucose pour la respiration cellulaire. Le glucose est à la base de nombreux glucides. D'autres sucres simples incluent le galactose et le fructose, et ceux-ci ont également la même formule chimique mais sont des isomères structurellement différents. Les pentoses sont des sucres simples tels que le ribose, l'arabinose et le xylose. La combinaison des monomères de sucre crée des disaccharides (fabriqués à partir de deux sucres) ou des polymères plus gros appelés polysaccharides. Par exemple, le saccharose (sucre de table) est un disaccharide qui dérive de l'ajout de deux monomères, le glucose et le fructose. D'autres disaccharides comprennent le lactose (sucre dans le lait) et le maltose (un sous-produit de la cellulose).}

Un énorme polysaccharide fabriqué à partir de nombreux monomères, l'amidon sert de stockage principal de l'énergie pour les plantes, et il ne peut pas être dissous dans l'eau . L'amidon est fabriqué à partir d'un grand nombre de molécules de glucose comme monomère de base. L'amidon constitue des graines, des céréales et de nombreux autres aliments que les gens et les animaux consomment. La protéine amylase fonctionne pour ramener l'amidon dans le glucose monomère de base.

Le glycogène est un polysaccharide utilisé par les animaux pour le stockage d'énergie. Semblable à l'amidon, le monomère de base du glycogène est le glucose. Le glycogène diffère de l'amidon en ayant plus de branches. Lorsque les cellules ont besoin d'énergie, le glycogène peut être décomposé par hydrolyse en glucose.

De longues chaînes de monomères de glucose constituent également la cellulose, un polysaccharide linéaire et flexible trouvé dans le monde entier comme composant structurel dans les plantes. La cellulose abrite au moins la moitié du carbone de la Terre. De nombreux animaux ne peuvent pas digérer complètement la cellulose, à l'exception des ruminants et des termites.

Un autre exemple de polysaccharide, la chitine à macromolécule plus cassante, forge la carapace de nombreux animaux tels que les insectes et les crustacés. Les monomères de sucre simples tels que le glucose forment donc la base des organismes vivants et fournissent de l'énergie pour leur survie.
Monomères des graisses

Les graisses sont un type de lipides, des polymères hydrophobes (hydrofuges). Le monomère de base pour les graisses est l'alcool glycérol, qui contient trois carbones avec des groupes hydroxyle combinés avec des acides gras. Les graisses produisent deux fois plus d'énergie que le simple sucre, le glucose. Pour cette raison, les graisses servent de stockage d'énergie aux animaux. Les graisses contenant deux acides gras et un glycérol sont appelées diacylglycérols ou phospholipides. Les lipides avec trois queues d'acide gras et un glycérol sont appelés triacylglycérols, les graisses et les huiles. Les graisses fournissent également une isolation pour le corps et les nerfs qui s'y trouvent ainsi que les membranes plasmiques des cellules.
Acides aminés: monomères de protéines

Un acide aminé est une sous-unité de protéines, un polymère que l'on retrouve dans la nature. Un acide aminé est donc le monomère de la protéine. Un acide aminé basique est fabriqué à partir d'une molécule de glucose avec un groupe amine (NH _{3), un groupe carboxyle (COOH) et un groupe R (chaîne latérale). 20 acides aminés existent et sont utilisés dans diverses combinaisons pour fabriquer des protéines. Les protéines remplissent de nombreuses fonctions pour les organismes vivants. Plusieurs monomères d'acides aminés se rejoignent via des liaisons peptidiques (covalentes) pour former une protéine. Deux acides aminés liés constituent un dipeptide. Trois acides aminés réunis constituent un tripeptide et quatre acides aminés constituent un tétrapeptide. Avec cette convention, les protéines contenant plus de quatre acides aminés portent également le nom de polypeptides. Parmi ces 20 acides aminés, les monomères de base comprennent le glucose avec des groupes carboxyle et amine. Le glucose peut donc aussi être appelé un monomère de protéine.}

Les acides aminés forment des chaînes en tant que structure primaire, et des formes secondaires supplémentaires se produisent avec des liaisons hydrogène conduisant à des hélices alpha et à des feuilles plissées bêta. Le repliement des acides aminés conduit à des protéines actives dans la structure tertiaire. Un pliage et une flexion supplémentaires donnent des structures quaternaires complexes et stables telles que le collagène. Le collagène fournit des fondations structurelles pour les animaux. La protéine kératine fournit aux animaux la peau, les poils et les plumes. Les protéines servent également de catalyseurs pour les réactions dans les organismes vivants; ce sont des enzymes. Les protéines servent de communicateurs et de transporteurs de matériel entre les cellules. Par exemple, la protéine actine joue le rôle de transporteur pour la plupart des organismes. Les structures tridimensionnelles variables des protéines conduisent à leurs fonctions respectives. La modification de la structure des protéines entraîne directement une modification de la fonction des protéines. Les protéines sont fabriquées selon les instructions des gènes d'une cellule. Les interactions et la variété d'une protéine sont déterminées par son monomère basique de protéine, les acides aminés à base de glucose.
Les nucléotides comme monomères

Les nucléotides servent de modèle pour la construction des acides aminés, qui à leur tour comprennent des protéines. Les nucléotides stockent des informations et transfèrent de l'énergie pour les organismes. Les nucléotides sont les monomères d'acides nucléiques polymères linéaires naturels tels que l'acide désoxyribonucléique (ADN) et l'acide ribonucléique (ARN). L'ADN et l'ARN portent le code génétique d'un organisme. Les monomères nucléotidiques sont constitués d'un sucre à cinq carbones, d'un phosphate et d'une base azotée. Les bases comprennent l'adénine et la guanine, qui sont dérivées de la purine; et la cytosine et la thymine (pour l'ADN) ou l'uracile (pour l'ARN), dérivées de la pyrimidine.

Le sucre et la base azotée combinés ont des fonctions différentes. Les nucléotides forment la base de nombreuses molécules nécessaires à la vie. Un exemple est l'adénosine triphosphate (ATP), le principal système de distribution d'énergie pour les organismes. L'adénine, le ribose et trois groupes phosphate constituent les molécules d'ATP. Les liaisons phosphodiester relient les sucres des acides nucléiques entre eux. Ces liens possèdent des charges négatives et produisent une macromolécule stable pour stocker des informations génétiques. L'ARN, qui contient le sucre ribose et l'adénine, la guanine, la cytosine et l'uracile, fonctionne de différentes manières à l'intérieur des cellules. L'ARN sert d'enzyme et aide à la réplication de l'ADN, ainsi qu'à la production de protéines. L'ARN existe sous une forme d'hélice unique. L'ADN est la molécule la plus stable, formant une configuration à double hélice, et est donc le polynucléotide prédominant pour les cellules. L'ADN contient le sucre désoxyribose et les quatre bases azotées adénine, guanine, cytosine et thymine, qui constituent la base nucléotidique de la molécule. La longue longueur et la stabilité de l'ADN permettent de stocker d'énormes quantités d'informations. La vie sur Terre doit sa continuation aux monomères nucléotidiques qui forment l'épine dorsale de l'ADN et de l'ARN, ainsi qu'à la molécule d'énergie ATP.
Monomers for Plastic

La polymérisation représente la création de polymères synthétiques via des réactions chimiques. Lorsque les monomères sont réunis sous forme de chaînes en polymères synthétiques, ces substances deviennent des plastiques. Les monomères qui composent les polymères aident à déterminer les caractéristiques des plastiques qu'ils fabriquent. Toutes les polymérisations se produisent dans une série d'initiation, de propagation et de terminaison. La polymérisation nécessite diverses méthodes pour réussir, telles que des combinaisons de chaleur et de pression et l'ajout de catalyseurs. La polymérisation nécessite également de l'hydrogène pour mettre fin à une réaction.

Différents facteurs dans les réactions influencent la ramification ou les chaînes d'un polymère. Les polymères peuvent comprendre une chaîne du même type de monomère, ou ils peuvent comprendre deux ou plusieurs types de monomères (copolymères). La "polymérisation par addition" fait référence aux monomères ajoutés ensemble. La "polymérisation par condensation" fait référence à la polymérisation en utilisant uniquement une partie d'un monomère. La convention de dénomination pour les monomères liés sans perte d'atomes consiste à ajouter «poly» au nom du monomère. De nombreux nouveaux catalyseurs créent de nouveaux polymères pour différents matériaux.

L'un des monomères de base pour la fabrication des plastiques est l'éthylène. Ce monomère se lie à lui-même ou à de nombreuses autres molécules pour former des polymères. L'éthylène monomère peut être combiné en une chaîne appelée polyéthylène. Selon les caractéristiques, ces plastiques peuvent être du polyéthylène haute densité (HDPE) ou du polyéthylène basse densité (LDPE). Deux monomères, l'éthylène glycol et le téréphtaloyle, fabriquent le polymère poly (éthylène téréphtalate) ou PET, utilisé dans les bouteilles en plastique. Le monomère propylène forme le polymère polypropylène via un catalyseur qui rompt ses doubles liaisons. Le polypropylène (PP) est utilisé pour les contenants alimentaires en plastique et les sacs à copeaux.

Les monomères d'alcool vinylique forment le polymère poly (alcool vinylique). Cet ingrédient se trouve dans le mastic pour enfants. Les monomères de polycarbonate sont constitués de cycles aromatiques séparés par du carbone. Le polycarbonate est couramment utilisé dans les verres et les disques de musique. Le polystyrène, utilisé dans la mousse de polystyrène et l'isolation, est composé de monomères de polyéthylène avec un cycle aromatique substitué à un atome d'hydrogène. Le poly (chloroéthène), alias un poly (chlorure de vinyle) ou PVC, est formé de plusieurs monomères de chloroéthène. Le PVC constitue des éléments importants tels que les tuyaux et les parements pour les bâtiments. Les plastiques fournissent des matériaux infiniment utiles pour les articles de tous les jours, tels que les phares de voiture, les récipients alimentaires, la peinture, les tuyaux, les tissus, les équipements médicaux, etc. d'autres organismes rencontrent sur Terre. Comprendre le rôle de base de molécules simples comme les monomères permet de mieux comprendre la complexité du monde naturel. Dans le même temps, ces connaissances peuvent conduire à la construction de nouveaux polymères qui pourraient apporter de grands avantages.