Degradable Los polímeros de base biológica ofrecen opciones para el reciclaje químico, y pueden ser una herramienta para almacenar y liberar moléculas útiles. Los científicos han desarrollado una clase de polímeros a base de azúcar que son degradables mediante hidrólisis ácida. Los investigadores también integraron moléculas de "carga" en el polímero, que están diseñados para separarse después de la degradación del polímero. Degradable Los polímeros de carga son importantes para aplicaciones médicas y de sensores. dice el estudio publicado en la revista Angewandte Chemie .

La mayoría de los plásticos resisten los procesos de degradación natural. Como consecuencia, El aumento de la contaminación del medio ambiente con plásticos ha dado lugar a una demanda de plásticos degradables. Dichos materiales pueden someterse a procesos de reciclaje químico, en las que las reacciones químicas rompen los enlaces poliméricos. Luego, la industria recupera los monómeros y los vuelve a someter a polimerización, o recoge las pequeñas moléculas resultantes como bloques de construcción útiles para reacciones posteriores.

Sin embargo, Los polímeros degradables requieren un diseño de polímero más elaborado. Los vínculos entre los bloques de construcción del polímero deben ser sensibles a los tratamientos químicos o enzimáticos. Además, Los polímeros sostenibles deben estar hechos de materia prima de base biológica.

Tae-Lim Choi y colegas de la Universidad Nacional de Seúl, Corea del Sur, han encontrado una manera de producir polímeros de alta calidad a partir de monómeros basados ​​en xilosa. La xilosa es un azúcar que se encuentra en las paredes celulares de las plantas. El método que utilizan implica la preparación de los monómeros a base de xilosa, incluido el adjunto de grupos enlazadores, y hacer reaccionar los monómeros en un proceso de polimerización llamado polimerización por metátesis en cascada.

Para probar si dichos materiales plásticos son degradables, los investigadores trataron los polímeros a base de xilosa con ácido clorhídrico, un tratamiento que se encuentra comúnmente en los procedimientos de reciclaje químico. Los investigadores encontraron que la degradabilidad dependía del tipo de enlace. Si el polímero contenía un enlace formado por un átomo de carbono, el polímero resistió la hidrólisis, pero los enlaces hechos con átomos de nitrógeno u oxígeno condujeron a una degradación inmediata.

Los polímeros con un enlace a base de nitrógeno dieron como resultado compuestos llamados pirroles, mientras que los hechos con oxígeno producen furanos. Los pirroles y los furanos son abundantes, compuestos de origen natural. Sin embargo, los investigadores aconsejan cuidado:"Se sabe que los derivados del furano tienen una amplia gama de actividad biológica, que deben tenerse en cuenta al identificar las aplicaciones de estos materiales poliméricos, " ellos dijeron.

En copolímeros de bloque, se unen entre sí diferentes "bloques" de hebras de polímero más cortas. Respectivamente, los copolímeros de bloque tienen propiedades que surgen de las de los bloques individuales. Como se pueden fabricar muchos materiales funcionales con copolímeros de bloque, los autores probaron si los copolímeros de bloques basados ​​en xilosa que contienen bloques con enlaces no degradables también se desintegrarían por tratamiento con ácido. Lo hicieron. "Después de 24 h, también el bloque que contiene enlaces de carbono se degradó casi por completo a moléculas pequeñas, con solo un poco de material oligomérico restante, "informaron los autores.

Los investigadores también integraron pequeñas moléculas informadoras en los polímeros. La hidrólisis ácida de los polímeros con enlaces de oxígeno produjo derivados de furano, que posteriormente liberó para-nitrofenol como molécula informadora. "Este tipo de carga permite una fácil cuantificación de la liberación. Sin embargo, puede ser sustituido por otros compuestos, que ejercen diversas funciones después de su liberación, "Choi dice.