Brug af en organokatalysator til at stereokontrollere polymerisation

Et par forskere ved University of North Carolina har udviklet en måde at bruge en organokatalysator til at stereokontrollere polymerisation. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , A. J. Teator og F. A. Leibfarth beskriver processen og skitserer nogle måder, resultaterne kan bruges på. Jeffrey Foster og Rachel O'Reilly fra University of Birmingham har udgivet et Perspectives-stykke om arbejdet udført af teamet i samme tidsskriftsudgave.

Polymerer er stoffer med en molekylær struktur, der generelt består af ensartede enheder bundet sammen - de findes typisk i harpiks og plast. I denne nye indsats, forskerne forsøgte at skabe en polymer, der ville have mere vedhæftning, gør det mere anvendeligt som belægningsmateriale. De bemærkede, at de to mest populære polyolefiner, polyethylen og polypropylen, ikke klæber godt, fordi de er lavet af brint og kulstof - for at blive klæbende, de har brug for ilt. Tidligere forskning har vist, at poly(vinylethere) (PVE'er) kan fremstilles ved hjælp af fri radikal polymerisation, men resultaterne mangler stereokemi, hvilket betyder, at de ikke er særlig stærke eller pålidelige. Det fik forskerne til at udtænke en ny tilgang, der ville tillade katalysatorkontrol ved fremstilling af PVE'er, hvilket ville give dem veldefineret stereokemi ved brug af kationisk polymerisation. Stereokemi refererer til det tredimensionelle arrangement af atomer, der udgør molekyler, og den indvirkning, som arrangementet har på kemiske reaktioner.

I deres nye tilgang, forskerne brugte en asymmetrisk phosphorsyre kombineret med en Lewis-syre (titanium) til at tvinge monomeren til en ønsket orientering under ionisk polymerisation - organokatalysatoren gjorde det muligt for forskerne at udøve fuldstændig kontrol over den resulterende stereokemi. Polymeren de skabte var semi-krystallinsk, og test viste, at den er både stærk mekanisk (sammenlignelig med polyethylen) og meget klæbende.

Foster og O'Reilly foreslår, at den nye tilgang kan føre til udvikling af både klæbende belægninger og medicinsk udstyr. De bemærker også, at den nye tilgang er skalerbar og egnet til forskellige former for behandling såsom smeltning, støbning og farvning. De bemærker også, at konceptet bag den nye tilgang ser ud til at kunne overføres til andre typer polymerisationssystemer, hvilket tyder på, at en helt ny klasse af produkter kunne være på vej.

© 2019 Science X Network