Η συσσώρευση μικροοργανισμών στην επιφάνεια είναι μια πρόκληση τόσο για τη ναυτιλία όσο και για τη βιοϊατρική βιομηχανία. Ορισμένες δημοφιλείς αντιρρυπαντικές επικαλύψεις πολυμερών υφίστανται οξειδωτική αποικοδόμηση στο θαλασσινό νερό, καθιστώντας τις αναποτελεσματικές με την πάροδο του χρόνου. Αμφοτερικά ιόντα (μόρια με αρνητικά και θετικά φορτία και καθαρό φορτίο μηδενικές) πολυμερείς επικαλύψεις, παρόμοιες με χαλιά με πολυμερείς αλυσίδες, έχουν τραβήξει την προσοχή ως πιθανές εναλλακτικές λύσεις, αλλά επί του παρόντος πρέπει να καλλιεργούνται σε αδρανές περιβάλλον χωρίς νερό ή αέρα. Αυτό εμποδίζει την εφαρμογή τους σε μεγάλες περιοχές.
Μια ομάδα με επικεφαλής τον Satyasan Karjana στο Ινστιτούτο Χημικών και Μηχανικών Επιστημών A*STAR ανακάλυψε πώς να παρασκευάζει επαμφοτερίζουσες πολυμερείς επικαλύψεις σε νερό, θερμοκρασία δωματίου και αέρα, που θα τους επιτρέψει να χρησιμοποιηθούν σε πολύ ευρύτερη κλίμακα.
«Ήταν μια τρελή ανακάλυψη», εξηγεί ο Jana. Η ομάδα του προσπαθούσε να φτιάξει επαμφοτερίζουσες πολυμερείς επικαλύψεις χρησιμοποιώντας μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδο που ονομάζεται πολυμερισμός ριζών μεταφοράς ατόμων, όταν συνειδητοποίησαν ότι ορισμένες αντιδράσεις δεν παρήγαγαν το επιθυμητό προϊόν. Μια αμίνη βρέθηκε απροσδόκητα στο το άκρο της αλυσίδας του πολυμερούς ως συνδέτης στον καταλύτη που χρησιμοποιείται στην αντίδραση.» Θα χρειαστεί λίγος χρόνος και μια σειρά πειραμάτων για να διαλευκανθεί το μυστήριο [του πώς έφτασε εκεί]», εξηγεί η Jana.
Οι κινητικές παρατηρήσεις, η φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR) και άλλες αναλύσεις δείχνουν ότι οι αμίνες ξεκινούν τον πολυμερισμό μέσω μηχανισμών ανιόντων. οδηγώντας την ομάδα να αμφιβάλλει για τα ευρήματά της.Στράφηκαν σε μοντέλα υπολογιστών για να δουν τι συνέβαινε.
«Οι υπολογισμοί της λειτουργικής θεωρίας πυκνότητας επιβεβαιώνουν τον προτεινόμενο μηχανισμό ανιονικού πολυμερισμού», είπε. «Αυτό είναι το πρώτο παράδειγμα πολυμερισμού ανιονικού διαλύματος μονομερών αιθυλενίου σε υδατικό μέσο υπό αερόβιες συνθήκες περιβάλλοντος».
Η ομάδα του έχει τώρα χρησιμοποιήσει αυτή τη μέθοδο για να συνθέσει επιστρώσεις πολυμερών από τέσσερα αμφοτερικά μονομερή και έναν αριθμό ανιονικών εκκινητήρων, ορισμένοι από τους οποίους δεν είναι αμίνες. χρησιμοποιώντας μεθόδους ψεκασμού ή εμποτισμού», λέει η Jana. Σκοπεύουν επίσης να μελετήσουν τα αντιρρυπαντικά αποτελέσματα των επικαλύψεων σε θαλάσσιες και βιοϊατρικές εφαρμογές.
Ώρα δημοσίευσης: Μαρ-18-2021