Исследователи A * STAR разработали простой метод выращивания нетоксичных полимерных покрытий против обрастания. Это может привести к более долговечным покрытиям, пригодным для использования на больших поверхностях, таких как корпуса судов или медицинские устройства.
Накопление микроорганизмов на поверхности является проблемой как для судоходства, так и для биомедицинской промышленности. Некоторые популярные полимерные покрытия против обрастания подвержены окислительной деградации в морской воде, что делает их неэффективными с течением времени. Цвиттер-ионные (молекулы как с отрицательным, так и с положительным зарядом и нулевым суммарным зарядом) покрытия, которые напоминают ковры из полимерных цепей, привлекают внимание в качестве потенциальных альтернатив, но в настоящее время их необходимо выращивать в инертной среде без воды или воздуха. Это исключает их применение на больших площадях.
Команда, возглавляемая Сатьясанкар Яной из Института химических и технических наук A * STAR, обнаружила, как выращивать цвиттерионные полимерные покрытия в воде, при комнатной температуре и в присутствии воздуха, что позволило бы использовать их на более крупных масштаб.
«Это было счастливое открытие», - объясняет Яна. Его команда пыталась вырастить цвиттер-ионные полимерные покрытия с помощью широко используемого метода синтеза, называемого радикальной полимеризации спереносом атома, когда они поняли, что некоторые реакции не дают ожидаемых продуктов. Амин, действующий в качестве лиганда на катализаторе, используемом в реакции, неожиданно был обнаружен в конце полимерных цепей. «Потребовалось некоторое время и ряд экспериментов, чтобы раскрыть тайну [того, как она туда попала]», - объясняет Яна.
Наблюдения за кинетикой реакции, ядерно-магнитно-резонансная спектроскопия (ЯМР) и другие анализы позволили предположить, что амин дал толчок реакции полимеризации по анионному механизму. Эти так называемые анионные полимеризации, как известно, не переносят воду, метанол и воздух, но полимеры Яны росли в присутствии всех трех, что заставляло команду сомневаться в их результатах. Они обратились к компьютерным моделям, чтобы посмотреть, что происходит.
«Результаты расчета теории функционала плотности подтвердили предложенный механизм анионной полимеризации», - говорит он. «Это первый в истории пример полимеризации анионного раствора винилового мономера в водных средах при аэробных условиях окружающей среды».
Его команда в настоящее время использует этот подход для синтеза полимерных покрытий из четырех цвиттер-ионных мономеров и ряда анионных инициаторов, некоторые из которых не являются аминами. «В будущем мы будем использовать эту методологию для создания полимерных покрытий против биообрастания на больших площадях поверхности методом распыления или погружения», - говорит Яна. Они также собираются исследовать эффективность предотвращения таких загрязнений для морских и биомедицинских применений.
https://polypropilentm.ru
Комментариев нет:
Отправить комментарий
Пишите комментарии по существу