ee

Denna nya polymerisationsmetod öppnar dörren för mer effektiva antifouling-beläggningar

Ackumuleringen av mikroorganismer på ytan är en utmaning för både sjöfarten och den biomedicinska industrin. Några populära anti-föroreningspolymerbeläggningar genomgår oxidativ nedbrytning i havsvatten, vilket gör dem ineffektiva över tid. Amfoterjon (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 områden.

Ett team ledt 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 större skala.

"Det var en serendipitös upptäckt", förklarar Jana. Hans team försökte göra amfotera polymerbeläggningar med en allmänt använd metod som kallas atomöverföringsradikalpolymerisation, 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 användes i reaktionen. ”Det kommer att ta lite tid och en serie experiment att avslöja 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, ledde teamet att tvivla på deras resultat. De vände sig till datormodeller för att se vad som hände.

"Beräkningar av densitetsfunktionsteori bekräftar den föreslagna anjoniska polymerisationsmekanismen," sade han. "Detta är det första exemplet på någonsin av en anjonisk lösningspolymerisation av etenmonomerer i ett vattenhaltigt medium under omgivande aeroba betingelser.

Hans team har nu använt denna metod för att syntetisera polymerbeläggningar från fyra amfotera monomerer och ett antal anjoniska initiatorer, varav några inte är aminer. ”I framtiden kommer vi att använda denna metod för att skapa biofiltresistenta polymerskikt på stora ytarealer. med hjälp av spray- eller impregneringsmetoder, säger Jana. De planerar också att studera de antifouling-effekterna av beläggningarna i marina och biomedicinska applikationer.

 


Inläggstid: Mar-18-2021