البوليمرات الحيوية biopolymers هي البوليمرات المنتجة طبيعياً من الكائنات الحية وخاصةً النباتات، وتسمى أيضاً البوليمرات المتجددة renewable polymers، التي توجد أنواع مختلفة منها في الطبيعة لدى جميع زمر الكائنات الحية، أي إنها ذات منشأ متجدد كما أنها قابلة للتدرك (التفكك) الحيوي biodegradation في الطبيعة، وسيؤدي التوسع باستخدامها إلى تخفيف التأثيرات السلبية في البيئة مقارنة مع المواد الأخرى المصنّعة. يتألف البوليمر polymer من سلاسل طويلة من الجزيئات المرتبطة بعضها مع بعض بروابط كيميائية تشاركية covalent. ويطلق هذا المصطلح على اللدائن أو البلاستيك؛ ولكنه يشمل أيضاً مجموعة من المركّبات الطبيعية أو المصنَّعة ذات خصائص متعددة ومتباينة، لها دور كبير في الحياة اليومية. وقد استخدمت بوليمرات طبيعية مثل الشيلاك shellac (مادة صمغية تستخدم لصناعة الأصبغة) والكهرمان amber والمطاط الطبيعي natural rubber منذ قرون، إضافةً إلى غيرها من البوليمرات الأساسية في الكائنات الحية مثل السلولوز الذي يُعدّ مادة الأساس في بنية النباتات، ومنتجاتها مثل الخشب والورق والنسج الطبيعية.
تصنيف البوليمرات الحيوية
تصنف البوليمرات الحيوية بحسب مصادرها في أربعة أقسام مختلفة:
1-منتجات المصادر النباتية: وتتضمن عديدات السكريد (النشاء والسلولوز واللغنين والبكتين ...) والبروتينات واللبيدات.
2-منتجات المصادر الحيوانية: منها الجيلاتين gelatin والكولاجين collagen.
3-منتجات الأحياء المائية: منها الكيتين chitin الذي يمكن تحويله إلى كيتوزان chitosan.
4 منتجـات الأحـياء الدقيقـة (المصـادر المكروبية) وتتضمن عديد الهدروكسي ألكانوات: Polyhydroxyalkanoates (PHA) وعديد حمض اللبن (PLA) Polylactic Acid، والتي يمكن تحضيرها من قبل كائنات دقيقة مختارة يتم إكثارها بتقانات التخمير.
اهمية البوليمرات الحيوية:
نالت البوليمرات الحيوية القابلة للتحلل (للتفكك) الكثير من الاهتمام في السنوات الأخيرة؛ إذ أدى انخفاض المخزون النفطي وارتفاع ثمن النفط ومنتجاته، إضافةً إلى تزايد الاهتمام البيئي والمخاوف تجاه ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي في العقد الأخير إلى ظهورها بوصفها بديلاً للمواد البلاستيكية التقليدية التي أدت زيادة إنتاجها إلى تزايد المخاطر البيئية لكونها غير قابلة للتدرك الحيوي؛ مما يؤدي إلى تراكمها في الطبيعة. بالمقابل تُعدّ البوليمرات الحيوية (وخاصةً ذات المنشأ النباتي) موادَّ متجددة بوساطة الأحياء الدقيقة، حيث يمكن إعادة إنتاجها مجدداً عاماً بعد آخر عن طريق محاصيل غير غذائية كالقطن والأشجار الخشبية أو المخلفات اللغنوسلولوزية لمحاصيل رئيسية مثل تفل قصب السكر وسيقان القطن والذرة وغيرها. كما يمكن أن تسهم البوليمرات الحيوية في الحد من انبعاث أكاسيد الكربون في البيئة وتخفيض كميات غاز ثنائي أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، حيث إن كمية هذا الغاز المنبعثة من تحلل هذه المواد سوف تستهلك من قبل النباتات التي تزرع لإنتاجها مجددا .
وقد تنوعت مجالات استخدام البوليمرات الحيوية من مواد التغليف الغذائي والصناعات الكيميائية والزراعية حتى المجالات الطبية، مع الأخذ في الحسبان أن الإنتاج الواسع لهذه البوليمرات المتجددة واستخدامها المكثف أمران أساسيان لتثبيتها مصدراً بديلاً للبلاستيك الصناعه ومادة متجددة في البيئة ايضا .