Este es el primer informe sobre la síntesis de poliimidas solubles en agua que se derivan de recursos biológicos, mostrando una alta transparencia, resistencia mecánica sintonizable y la más alta termorresistencia en polímeros solubles en agua.

Los polímeros solubles en agua son de gran interés en muchas áreas de materiales blandos. Estos materiales blandos se han utilizado ampliamente en aplicaciones relacionadas con soluciones acuosas, como dispersantes, agentes de agregación, espesantes, humectantes, aglutinantes, e hidrogeles. Con el aumento de la conciencia mundial sobre las preocupaciones ambientales, Se ha destacado la importancia de los materiales solubles en agua y, por lo tanto, los investigadores han ampliado sus ventanas de aplicación a la electrónica. revestimientos funcionales, adhesivos avanzados y materiales biomédicos. La mayoría de los polímeros naturales, como los polisacáridos, polipéptidos, o sus derivados son solubles en agua, mientras que los polímeros sintéticos solubles en agua también están disponibles como el poli (óxido de etileno), alcohol de polivinilo), poliacrilatos, poliacrilamida, y sus derivados. Sin embargo, Los polímeros solubles en agua convencionales tienen aplicaciones limitadas debido a sus bajas temperaturas de distorsión térmica (aproximadamente 200 ° C).

Por otra parte, polímeros que exhiben una estabilidad térmica ultra alta, como poliimidas, Poseen poca solubilidad. En la literatura existen pocas estrategias efectivas de ingeniería molecular para diseñar poliimidas con características de solubilidad en agua debido a la estructura rígida del polímero y las interacciones sólidas entre cadenas. lo que limita de ese modo la procesabilidad y la funcionalización posterior a la polimerización. La ingeniería molecular precisa inducida en la columna vertebral de poliimida a través de monómeros multifuncionales podría representar una característica que cambia el juego en el desarrollo de polímeros solubles en agua con una estabilidad térmica ultra alta.

Aquí hemos informado de la preparación de una nueva diamina 4, Ácido 4'-diamino truxílico como fotodímero de aminoácidos bioderivados, Ácido 4-aminocinámico, con una serie de dianhídridos. El artículo demuestra que se puede utilizar un plástico de superingeniería con propiedades termomecánicas muy elevadas con grupos de ácido carboxílico desprotegidos para facilitar la solubilidad en agua en el polímero. La biopolimida sintetizada se trató con hidróxido de metal alcalino (o hidróxido de amonio) para producir sales de biopolimida. Las sales de biopolimida resultantes se disolvieron en agua para dar una solución ópticamente transparente. La reacción de intercambio iónico entre catión monovalente con catión multivalente o con protón dio como resultado la formación de biopolimida insoluble. Se encontró que las temperaturas de degradación de las sales de biopolimida mantienen temperaturas muy altas (casi 366 ° C), que es mucho más alto que los polímeros solubles en agua convencionales.

Es más, Se observó que la película autoportante de sal de biopolimida exhibía una alta transparencia y una tendencia interesante hacia un mayor tamaño catiónico del ión metálico produciendo una película más elástica. En otras palabras, el cambio en el tamaño del catión brinda una oportunidad para un ajuste preciso de las propiedades de tracción. Las biopolimidas solubles en agua sintetizadas son atractivos bloques de construcción para materiales blandos y pueden utilizarse para aplicaciones especiales como la administración de fármacos, poliquelatogenos, etc. Un estudio preliminar sobre poliureas y poliamidas siguiendo una estrategia similar también dio como resultado la inducción de características de solubilidad en agua, lo que indica la amplia versatilidad de esta metodología de bloques de construcción.

El profesor Tatsuo Kaneko de JAIST concluye:"Yo y el Dr. Sumant Dwivedi desarrollamos el proceso de ideación y luego dirigimos experimentos con estudiantes e investigadores muy trabajadores para sintetizar estos maravillosos materiales con aplicaciones plausibles a base de agua, como revestimientos, dispositivo biomédico, etc. "