Натрупването на микроорганизми на повърхността е предизвикателство както за корабоплаването, така и за биомедицинската индустрия. Някои популярни полимерни покрития против замърсяване се подлагат на окислително разграждане в морската вода, което ги прави неефективни с течение на времето. Амфотерни йони (молекули с отрицателни и положителни заряди и нетен заряд от нула) полимерни покрития, подобни на килими с полимерни вериги, привлякоха вниманието като потенциални алтернативи, но в момента трябва да се отглеждат в инертна среда без вода или въздух. Това им пречи да се прилагат върху големи площи.
Екип, ръководен от Satyasan Karjana в Института за химични и инженерни науки A*STAR, откри как да подготви амфотерни полимерни покрития във вода, стайна температура и въздух, което ще им позволи да бъдат използвани в много по-широк мащаб.
„Това беше случайно откритие“, обяснява Яна. Неговият екип се опитваше да направи амфотерни полимерни покрития, използвайки широко използван метод, наречен радикална полимеризация с трансфер на атоми, когато разбраха, че някои реакции не дават желания продукт. Амин беше открит неочаквано на края на полимерната верига като лиганд върху катализатора, използван в реакцията. „Ще отнеме известно време и поредица от експерименти, за да разкрием мистерията [как се е стигнало до там]“, обяснява Яна.
Кинетичните наблюдения, спектроскопията с ядрено-магнитен резонанс (NMR) и други анализи показват, че амините инициират полимеризация чрез анионни механизми. Тези така наречени анионни полимеризации не са устойчиви на вода, метанол или въздух, но полимерите на Jana растат в присъствието и на трите, карайки екипа да се съмнява в откритията си. Те се обърнаха към компютърни модели, за да видят какво се случва.
„Изчисленията на теорията на функционалната плътност потвърждават предложения механизъм на анионна полимеризация“, каза той. „Това е първият пример за полимеризация на анионен разтвор на етиленови мономери във водна среда при аеробни условия на околната среда.“
Сега неговият екип използва този метод за синтезиране на полимерни покрития от четири амфотерни мономера и редица анионни инициатори, някои от които не са амини.“ В бъдеще ще използваме този метод за създаване на устойчиви на биофилт полимерни слоеве върху големи повърхностни площи. използвайки методи за пръскане или импрегниране,” казва Яна. Те също планират да проучат противообрастващите ефекти на покритията в морски и биомедицински приложения.
Време на публикуване: 18 март 2021 г