Ansamlingen av mikroorganismer på ytan är en utmaning för både sjöfarten och den biomedicinska industrin. Vissa populära anti-föroreningspolymerbeläggningar genomgår oxidativ nedbrytning i havsvatten, vilket gör dem ineffektiva över tiden.Amfoter jon (molekyler med negativa och positiva laddningar och en nettoladdning av noll) polymerbeläggningar, liknande mattor med polymerkedjor, har uppmärksammats som potentiella alternativ, men måste för närvarande odlas i en inert miljö utan vatten eller luft. Detta förhindrar att de appliceras på stora ytor.
Ett team under ledning av Satyasan Karjana vid A*STAR Institute of Chemical and Engineering Sciences har upptäckt hur man förbereder amfotera polymerbeläggningar i vatten, rumstemperatur och luft, vilket gör att de kan användas i mycket bredare skala.
"Det var en överlägsen upptäckt", förklarar Jana. Hans team försökte göra amfotära polymerbeläggningar med en allmänt använd metod som kallas atomtransferradikalpolymerisation, när de insåg att vissa reaktioner inte gav den önskade produkten. En amin hittades oväntat vid slutet av polymerkedjan som en ligand på katalysatorn som används i reaktionen.” Det kommer att ta lite tid och en serie experiment att reda ut mysteriet [om hur det kom dit], förklarar Jana.
Kinetiska observationer, kärnmagnetisk resonansspektroskopi (NMR) och andra analyser tyder på att aminer initierar polymerisation genom anjonmekanismer. Dessa så kallade anjoniska polymerisationer är inte resistenta mot vatten, metanol eller luft, men Janas polymerer växte i närvaro av alla tre, vilket ledde till att teamet tvivlade på sina resultat. De vände sig till datormodeller för att se vad som hände.
"Densitetsfunktionella teoriberäkningar bekräftar den föreslagna anjoniska polymerisationsmekanismen," sa han. "Detta är det första exemplet någonsin på en anjonisk lösningspolymerisation av etenmonomerer i ett vattenhaltigt medium under omgivande aeroba förhållanden."
Hans team har nu använt den här metoden för att syntetisera polymerbeläggningar från fyra amfotära monomerer och ett antal anjoniska initiatorer, av vilka några inte är aminer.” I framtiden kommer vi att använda denna metod för att skapa biofiltresistenta polymerlager på stora ytor med spray- eller impregneringsmetoder, säger Jana. De planerar också att studera antifouling-effekterna av beläggningarna i marina och biomedicinska applikationer.
Posttid: Mar-18-2021