Накопичення мікроорганізмів на поверхні є проблемою як для судноплавства, так і для біомедичної промисловості. Деякі популярні полімерні покриття, що запобігають забрудненню, піддаються окислювальній деградації в морській воді, що з часом стає неефективним. Амфотерний іон (молекули з негативним і позитивним зарядами та сумарним зарядом нуля) полімерні покриття, схожі на килими з полімерними ланцюгами, привернули увагу як потенційні альтернативи, але наразі їх потрібно вирощувати в інертному середовищі без води чи повітря. Це запобігає їх нанесенню на великі площі.
Команда під керівництвом Сатьясана Карджани з Інституту хіміко-технічних наук A*STAR виявила, як отримувати амфотерні полімерні покриття у воді, кімнатній температурі та на повітрі, що дозволить використовувати їх у набагато ширшому масштабі.
«Це було дивовижне відкриття, — пояснює Яна. Його команда намагалася створити амфотерні полімерні покриття за допомогою широко поширеного методу, який називається радикальна полімеризація з перенесенням атомів, коли вони зрозуміли, що деякі реакції не призводять до бажаного продукту. Амін несподівано знайшли на кінець полімерного ланцюга як ліганд на каталізаторі, що використовується в реакції. «Щоб розгадати таємницю [як він туди потрапив], знадобиться деякий час і низка експериментів», — пояснює Яна.
Кінетичні спостереження, спектроскопія ядерного магнітного резонансу (ЯМР) та інші аналізи вказують на те, що аміни ініціюють полімеризацію через аніонні механізми. Ці так звані аніонні полімеризації нестійкі до води, метанолу чи повітря, але полімери Jana виросли в присутності всіх трьох, що змусило команду засумніватися у своїх висновках. Вони звернулися до комп’ютерних моделей, щоб побачити, що відбувається.
«Розрахунки теорії функціоналу щільності підтверджують запропонований механізм аніонної полімеризації», — сказав він. «Це перший в історії приклад полімеризації мономерів етилену в аніонному розчині у водному середовищі в аеробних умовах навколишнього середовища».
Зараз його команда використала цей метод для синтезу полімерних покриттів із чотирьох амфотерних мономерів і ряду аніонних ініціаторів, деякі з яких не є амінами». У майбутньому ми використовуватимемо цей метод для створення стійких до біофільтів полімерних шарів на великих поверхнях. за допомогою методів розпилення або просочення», — каже Яна. Вони також планують вивчити ефект проти обростання покриттів у морських і біомедичних застосуваннях.
Час публікації: 18 березня 2021 р