Akkumuleringen af mikroorganismer på overfladen er en udfordring for både skibsfarten og den biomedicinske industri. Nogle populære anti-forurenende polymerbelægninger gennemgår oxidativ nedbrydning i havvand, hvilket gør dem ineffektive over tid. Amfotere ioner (molekyler med negative og positive ladninger og en nettoladning af nul) polymerbelægninger, svarende til tæpper med polymerkæder, har tiltrukket sig opmærksomhed som potentielle alternativer, men skal i øjeblikket dyrkes i et inert miljø uden vand eller luft. Dette forhindrer dem i at påføres store områder.
Et team ledet af Satyasan Karjana ved A*STAR Institute of Chemical and Engineering Sciences har opdaget, hvordan man fremstiller amfotere polymerbelægninger i vand, stuetemperatur og luft, hvilket vil gøre det muligt at bruge dem i en meget bredere skala.
"Det var en serendipitøs opdagelse," forklarer Jana. Hans team forsøgte at lave amfotere polymerbelægninger ved hjælp af en meget brugt metode kaldet atom transfer radikal polymerisation, da de indså, at nogle reaktioner ikke producerede det ønskede produkt. En amin blev fundet uventet kl. slutningen af polymerkæden som en ligand på den katalysator, der blev brugt i reaktionen."Det vil tage noget tid og en række eksperimenter at opklare mysteriet [om, hvordan det kom dertil]," forklarer Jana.
Kinetiske observationer, kernemagnetisk resonansspektroskopi (NMR) og andre analyser indikerer, at aminer initierer polymerisation gennem anionmekanismer. Disse såkaldte anioniske polymerisationer er ikke modstandsdygtige over for vand, methanol eller luft, men Janas polymerer voksede i nærvær af alle tre, førte holdet til at tvivle på deres resultater. De henvendte sig til computermodeller for at se, hvad der skete.
"Beregninger af densitetsfunktionelle teorier bekræfter den foreslåede anioniske polymerisationsmekanisme," sagde han. "Dette er det første eksempel nogensinde på en anionisk opløsningspolymerisering af ethylenmonomerer i et vandigt medium under omgivende aerobe forhold."
Hans team har nu brugt denne metode til at syntetisere polymerbelægninger fra fire amfotere monomerer og en række anioniske initiatorer, hvoraf nogle ikke er aminer.” I fremtiden vil vi bruge denne metode til at skabe biofilt-resistente polymerlag på store overfladearealer ved hjælp af spray- eller imprægneringsmetoder,” siger Jana. De planlægger også at studere antifouling-effekterne af belægningerne i marine og biomedicinske applikationer.
Indlægstid: 18-mars-2021