Los científicos han estado trabajando en el desarrollo de adhesivos para el medio marino inspirados en organismos que se fijan a superficies submarinas. como mejillones. Estos pegamentos a base de catecol se oxidan fácilmente y, por lo tanto, eventualmente pierden su adhesividad. haciéndolos menos que satisfactorios para su propósito previsto.

En el estudio actual publicado en Comunicaciones de la naturaleza , Hailong Fan de la Universidad de Hokkaido y Jian Ping Gong con sus colegas exploraron la posibilidad de desarrollar adhesivos que utilicen la interacción electrostática para adherirse a superficies cargadas negativamente como rocas, vidrio, y metales bajo el mar.

El equipo construyó cadenas de polímeros a partir de dos tipos de monómeros como bloques de construcción. Uno contiene un residuo "catiónico" cargado positivamente y el otro contiene un anillo "aromático". En biosistemas, Se sabe que las secuencias de aminoácidos catiónico-aromáticos adyacentes en las proteínas facilitan las interacciones electrostáticas en agua salina. Ha sido un reto sin embargo, introducir tales secuencias en polímeros sintéticos debido a las dificultades para controlar las secuencias de monómeros.

Gong y sus colegas descubrieron que los polímeros sintéticos con secuencias catiónico-aromáticas adyacentes podrían fabricarse fácilmente utilizando un sistema altamente escalable, método rentable llamado "polimerización de radicales libres asistida por el complejo catión-p".

Los investigadores encontraron que los dos tipos de residuos en los polímeros se unían para formar un hidrogel que se pegaba bien a las superficies sólidas cargadas negativamente en agua salada; la fuerza adhesiva se acercaba a aproximadamente 60 kPa. Los hidrogeles compuestos de una variedad de combinaciones de monómeros catiónico-aromáticos exhibieron fuerte, pero adherencia reversible a las superficies. La adhesión se debió en gran parte a la interacción electrostática entre los residuos cargados positivamente en los polímeros y las superficies cargadas negativamente. Pero, curiosamente, Los polímeros hechos de estos monómeros catiónicos-aromáticos sin secuencias adyacentes no eran tan adherentes, lo que indica que el residuo aromático adyacente mejora la interacción electrostática en entornos de alta fuerza iónica.

"Nuestro hidrogel polimérico de secuencia controlada debería tener aplicaciones prometedoras como pegamentos para fugas submarinas, aglutinantes de arena de mar para la conservación del medio marino, y coagulantes para hormigón en el mar, ", dice Gong. Su estudio también podría allanar el camino para nuevas investigaciones sobre las interacciones electrostáticas en entornos altamente iónicos.