De opeenhoping van micro-organismen op het oppervlak is een uitdaging voor zowel de scheepvaart als de biomedische industrie. Sommige populaire polymeercoatings tegen vervuiling ondergaan oxidatieve afbraak in zeewater, waardoor ze na verloop van tijd ondoeltreffend worden. Amfotere ionen (moleculen met negatieve en positieve ladingen en een netto lading van nul) polymeercoatings, vergelijkbaar met tapijten met polymeerketens, hebben de aandacht getrokken als potentiële alternatieven, maar moeten momenteel worden gekweekt in een inerte omgeving zonder water of lucht. Hierdoor kunnen ze niet op grote oppervlakken worden aangebracht.
Een team onder leiding van Satyasan Karjana van het A*STAR Institute of Chemical and Engineering Sciences heeft ontdekt hoe amfotere polymeercoatings in water, kamertemperatuur en lucht kunnen worden bereid, waardoor ze op veel grotere schaal kunnen worden gebruikt.
"Het was een toevallige ontdekking", legt Jana uit. Zijn team probeerde amfotere polymeercoatings te maken met behulp van een veelgebruikte methode genaamd atom transfer radical polymerization, toen ze zich realiseerden dat sommige reacties niet het gewenste product opleverden. het einde van de polymeerketen als een ligand op de katalysator die bij de reactie wordt gebruikt. "Het zal enige tijd en een reeks experimenten kosten om het mysterie [van hoe het daar terecht is gekomen] te ontrafelen", legt Jana uit.
Kinetische waarnemingen, nucleaire magnetische resonantiespectroscopie (NMR) en andere analyses geven aan dat aminen polymerisatie initiëren door anionmechanismen. Deze zogenaamde anionische polymerisaties zijn niet bestand tegen water, methanol of lucht, maar Jana's polymeren groeiden in aanwezigheid van alle drie, waardoor het team aan hun bevindingen begon te twijfelen. Ze wendden zich tot computermodellen om te zien wat er gebeurde.
"Berekeningen van de dichtheidsfunctionaaltheorie bevestigen het voorgestelde anionische polymerisatiemechanisme", zei hij.
Zijn team heeft deze methode nu gebruikt om polymeercoatings te synthetiseren uit vier amfotere monomeren en een aantal anionische initiatoren, waarvan sommige geen amines zijn.” met behulp van spray- of impregneermethoden, 'zegt Jana. Ze zijn ook van plan om de aangroeiwerende effecten van de coatings in mariene en biomedische toepassingen te bestuderen.
Posttijd: 18 maart 2021