Macromolécule - Définition

Introduction

Une macromolécule est une très grande molécule. La notion de macromolécule a été introduite en 1922 par le chimiste allemand Hermann Staudinger.
Un système formé par un ensemble de macromolécules de même nature chimique (mais pouvant présenter des masses molaires différentes entre elles) s'appelle un polymère.
Les macromolécules organiques peuvent résulter de processus biologiques (polymères naturels) ou bien être préparées à l'aide de réactions chimiques (polymères synthétiques).

Macromolécules créées par la Nature

Les macromolécules naturelles sont organiques ou d'origine minérale. On peut citer les polysaccharides (cellulose, amidon...), les protéines (laine, soie...), les acides nucléiques, le caoutchouc naturel, etc.
L'importance des polymères naturels est considérable. La Nature produit des dizaines de milliards de tonnes de cellulose chaque année.

Macromolécules issues de l'Homme

Dimensionnalité : macromolécules monodimensionnelles (cas des polymères thermoplastiques, schéma de gauche) et macromolécule tridimensionnelle (cas des polymères thermodurcissables, à droite)

Leur variété est particulièrement importante.
Pour le cas de macromolécules d'origine synthétique, les arrangements moléculaires résultent de la polymérisation de molécules monomères.
Une macromolécule (chaîne polymère) résulte généralement de l'assemblage par des liaisons covalentes d'un grand nombre de motifs de répétition semblables (cas des homopolymères) ou différents (copolymères).

Les macromolécules d'origine synthétique sont généralement basées sur l'enchaînement covalent d'un grand nombre d'atomes de carbone qui forment le squelette macromoléculaire. On connaît toutefois des polymères synthétiques comportant des hétéroatomes caténaires tels l'oxygène (par exemple dans les polyéthers et les polyesters) ou l'azote (cas des polyamides, polyuréthanes...).
Il existe par ailleurs des macromolécules dont le squelette ne contient aucun atome de carbone, telles les silicones qui sont constitués d'enchaînements covalents d'atomes de silicium et d'oxygène (-Si-O-).

Les nanotubes de carbone sont aussi des macromolécules, ainsi que le graphite qui est constitué de grandes feuilles d'atomes de carbone.

Macromolécules artificielles

Elles sont obtenues par modification chimique de macromolécules naturelles, dans le but d'améliorer certaines propriétés. On peut mentionner dans cette famille les esters cellulosiques tels l'acétate de cellulose ou la nitrocellulose.