L'accumulation de micro-organismes à la surface est un défi pour les industries maritimes et biomédicales.Certains revêtements polymères anti-pollution populaires subissent une dégradation oxydative dans l'eau de mer, ce qui les rend inefficaces au fil du temps.Ion amphotère (molécules avec des charges négatives et positives et une charge nette de zéro) les revêtements polymères, similaires aux tapis à chaînes polymères, ont attiré l'attention en tant qu'alternatives potentielles, mais doivent actuellement être cultivés dans un environnement inerte sans eau ni air. Cela les empêche de s'appliquer sur de grandes surfaces.
Une équipe dirigée par Satyasan Karjana de l'Institut A*STAR des sciences chimiques et de l'ingénierie a découvert comment préparer des revêtements polymères amphotères dans l'eau, la température ambiante et l'air, ce qui leur permettra d'être utilisés à une échelle beaucoup plus large.
"Ce fut une découverte fortuite", explique Jana.Son équipe tentait de fabriquer des revêtements polymères amphotères en utilisant une méthode largement utilisée appelée polymérisation radicalaire par transfert d'atome, lorsqu'ils se sont rendus compte que certaines réactions ne produisaient pas le produit souhaité.Une amine a été trouvée de manière inattendue à l'extrémité de la chaîne polymère comme ligand sur le catalyseur utilisé dans la réaction. "Il faudra du temps et une série d'expériences pour percer le mystère [de la façon dont il est arrivé là]", explique Jana.
Les observations cinétiques, la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN) et d'autres analyses indiquent que les amines initient la polymérisation par des mécanismes anioniques. Ces polymérisations dites anioniques ne résistent pas à l'eau, au méthanol ou à l'air, mais les polymères de Jana se sont développés en présence des trois, amenant l'équipe à douter de leurs conclusions. Ils se sont tournés vers des modèles informatiques pour voir ce qui se passait.
"Les calculs de la théorie fonctionnelle de la densité confirment le mécanisme de polymérisation anionique proposé", a-t-il déclaré. "Il s'agit du tout premier exemple de polymérisation en solution anionique de monomères d'éthylène dans un milieu aqueux dans des conditions aérobies ambiantes."
Son équipe a maintenant utilisé cette méthode pour synthétiser des revêtements polymères à partir de quatre monomères amphotères et un certain nombre d'initiateurs anioniques, dont certains ne sont pas des amines. en utilisant des méthodes de pulvérisation ou d'imprégnation », explique Jana. Ils prévoient également d'étudier les effets antisalissures des revêtements dans les applications marines et biomédicales.
Heure de publication : 18 mars 2021