Um método simples para o crescimento de revestimentos de polímero anti-incrustante não tóxico foi desenvolvido por pesquisadores do A * STAR. Isso pode levar a revestimentos mais duradouros adequados para uso em grandes superfícies, como cascos de navios ou dispositivos médicos.

O acúmulo de microorganismos nas superfícies é um desafio tanto para as indústrias naval quanto para as biomédicas. Alguns revestimentos de polímero antibiofouling populares estão sujeitos à degradação oxidativa na água do mar, o que os torna ineficazes ao longo do tempo. Revestimentos de polímero zwitteriônico (moléculas com cargas negativas e positivas e uma carga líquida de zero), que se assemelham a tapetes de cadeias de polímero, têm chamado a atenção como alternativas potenciais, mas atualmente deve ser cultivado em um ambiente inerte, sem água ou ar. Isso os impede de aplicações em grandes áreas.

Uma equipe liderada por Satyasankar Jana no Instituto A * STAR de Ciências Químicas e de Engenharia descobriu como cultivar revestimentos de polímero zwitteriônico em água, à temperatura ambiente, e na presença de ar, o que permitiria que eles fossem usados ​​em uma escala muito maior.

"Foi uma descoberta fortuita, "explica Jana. Sua equipe estava tentando cultivar revestimentos de polímero zwitteriônico, com o método de síntese amplamente utilizado denominado polimerização radicalar por transferência de átomo, quando perceberam que algumas reações não estavam produzindo os produtos esperados. Uma amina, atuando como um ligante no catalisador usado na reação, foi encontrado inesperadamente no final das cadeias de polímero. "Demorou algum tempo e uma série de experimentos para desvendar o mistério [de como isso aconteceu], "Jana explica.

Observações da cinética de reação, A espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR) e outras análises sugeriram que a amina iniciou a reação de polimerização por meio de um mecanismo aniônico. Essas chamadas polimerizações aniônicas são notoriamente intolerantes à água, metanol e ar, mas os polímeros de Jana estavam crescendo na presença de todos os três, fazendo a equipe duvidar de suas descobertas. Eles se voltaram para modelos de computador para ver o que estava acontecendo.

"Os resultados do cálculo da teoria funcional da densidade confirmaram o mecanismo de polimerização aniônica proposto, ", diz ele." Este é o primeiro exemplo de uma polimerização em solução aniônica de um monômero de vinil em meio aquoso em condições aeróbias ambientais. "

Sua equipe agora usou essa abordagem para sintetizar revestimentos de polímero de quatro monômeros zwitteriônicos e uma série de iniciadores de ânions, alguns não são aminas. "No futuro, usaremos essa metodologia para gerar revestimentos de polímero anti-incrustação em grandes áreas de superfície usando um spray ou método de imersão, "diz Jana. Eles também planejam investigar a eficiência de prevenção de incrustação desses revestimentos para aplicações marinhas e biomédicas.