Los investigadores de A * STAR han desarrollado un método simple para cultivar recubrimientos poliméricos antiincrustantes no tóxicos. Esto podría dar lugar a recubrimientos más duraderos adecuados para su uso en grandes superficies. como cascos de barcos o dispositivos médicos.

La acumulación de microorganismos en las superficies es un desafío tanto para la industria naviera como para la biomédica. Algunos recubrimientos poliméricos antiincrustantes populares están sujetos a degradación oxidativa en agua de mar, lo que los hace ineficaces con el tiempo. Recubrimientos poliméricos zwiteriónicos (moléculas con cargas negativas y positivas y una carga neta de cero), que se asemejan a alfombras de cadenas de polímero, han atraído la atención como posibles alternativas, pero actualmente debe cultivarse en un ambiente inerte sin agua ni aire. Esto los excluye de aplicaciones de gran superficie.

Un equipo dirigido por Satyasankar Jana en el Instituto A * STAR de Ciencias Químicas e Ingeniería ha descubierto cómo cultivar revestimientos de polímeros zwitteriónicos en agua. a temperatura ambiente, y en presencia de aire, lo que permitiría su uso a una escala mucho mayor.

"Fue un descubrimiento fortuito, "explica Jana. Su equipo estaba intentando hacer crecer recubrimientos de polímeros zwiteriónicos, con el método de síntesis ampliamente utilizado llamado polimerización de radicales por transferencia de átomo, cuando se dieron cuenta de que algunas reacciones no estaban dando los productos esperados. Una amina actuando como ligando sobre el catalizador usado en la reacción, inesperadamente se encontró al final de las cadenas de polímero. "Tomó algo de tiempo y una serie de experimentos para desvelar el misterio [de cómo llegó allí], "Explica Jana.

Observaciones de la cinética de reacción, La espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) y otros análisis sugirieron que la amina inició la reacción de polimerización a través de un mecanismo aniónico. Estas llamadas polimerizaciones aniónicas son notoriamente intolerantes al agua, metanol y aire, pero los polímeros de Jana estaban creciendo en presencia de los tres, haciendo que el equipo dude de sus hallazgos. Se volvieron hacia modelos de computadora para ver qué estaba pasando.

"Los resultados del cálculo de la teoría funcional de la densidad confirmaron el mecanismo de polimerización aniónica propuesto, ", dice." Este es el primer ejemplo de una polimerización en solución aniónica de un monómero de vinilo en medios acuosos en condiciones aeróbicas ambientales ".

Su equipo ahora ha utilizado este enfoque para sintetizar recubrimientos poliméricos a partir de cuatro monómeros zwiteriónicos y varios iniciadores de aniones. algunos no aminas. "En el futuro utilizaremos esta metodología para generar recubrimientos poliméricos antiincrustantes en grandes superficies mediante un método de pulverización o inmersión, "dice Jana. También planean investigar la eficacia de prevención de incrustaciones de estos recubrimientos para aplicaciones marinas y biomédicas.