La acumulación de microorganismos en la superficie es un desafío tanto para la industria naviera como para la biomédica. Algunos recubrimientos poliméricos antipolución populares sufren degradación oxidativa en el agua de mar, lo que los vuelve ineficaces con el tiempo. Iones anfóteros (moléculas con cargas negativas y positivas y una carga neta de cero) los revestimientos de polímeros, similares a las alfombras con cadenas de polímeros, han llamado la atención como posibles alternativas, pero actualmente deben cultivarse en un ambiente inerte sin agua ni aire. Esto evita que se apliquen en grandes áreas.
Un equipo dirigido por Satyasan Karjana en el Instituto A*STAR de Ciencias Químicas e Ingeniería ha descubierto cómo preparar recubrimientos de polímeros anfóteros en agua, temperatura ambiente y aire, lo que permitirá su uso a una escala mucho más amplia.
“Fue un descubrimiento fortuito”, explica Jana. Su equipo estaba tratando de hacer recubrimientos de polímeros anfóteros usando un método ampliamente utilizado llamado polimerización por radicales de transferencia atómica, cuando se dieron cuenta de que algunas reacciones no producían el producto deseado. Se encontró inesperadamente una amina en el final de la cadena del polímero como ligando en el catalizador utilizado en la reacción. "Tomará algún tiempo y una serie de experimentos desentrañar el misterio [de cómo llegó allí]", explica Jana.
Las observaciones cinéticas, la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) y otros análisis indican que las aminas inician la polimerización a través de mecanismos aniónicos. Estas denominadas polimerizaciones aniónicas no son resistentes al agua, el metanol o el aire, pero los polímeros de Jana crecieron en presencia de los tres. lo que llevó al equipo a dudar de sus hallazgos. Recurrieron a modelos de computadora para ver qué estaba sucediendo.
"Los cálculos de la teoría funcional de la densidad confirman el mecanismo de polimerización aniónica propuesto", dijo. "Este es el primer ejemplo de una polimerización en solución aniónica de monómeros de etileno en un medio acuoso en condiciones aeróbicas ambientales".
Su equipo ahora ha usado este método para sintetizar recubrimientos poliméricos a partir de cuatro monómeros anfóteros y varios iniciadores aniónicos, algunos de los cuales no son aminas”. En el futuro, usaremos este método para crear capas de polímeros resistentes a biofiltros en grandes superficies usando métodos de rociado o impregnación”, dice Jana. También planean estudiar los efectos antiincrustantes de los recubrimientos en aplicaciones marinas y biomédicas.
Hora de publicación: 18-mar-2021