Náilon convencional disponível atualmente, como o náilon 6, nylon 66, e o náilon 11 não são degradáveis. Por outro lado, bio-nylons derivados do ácido itacônico apresentaram desempenho superior aos convencionais e são degradáveis ​​no solo, mas a degradabilidade via enzimas digestivas não foi confirmada.

Para resolver esses problemas, uma equipe de pesquisadores do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia do Japão (JAIST) está investigando a síntese de novos bionilons com sua degradabilidade por meio da enzima pepsina. Seu último estudo, publicado em Sistemas Sustentáveis ​​Avançados em abril de 2021, foi liderado pelo Professor Tatsuo Kaneko e Dr. Mohammad Asif Ali.

Neste estudo, bio-nylons foram sintetizados com base em novos ácidos dicarboxílicos quirais quimicamente desenvolvidos derivados de itacônicos e aminoácidos renováveis ​​(D- ou L-leucina). Avançar, bio-nylons foram preparados via policondensação de fusão de hexametilenodiamina com monômeros de diácido heterocíclico quiralmente interativo, conforme mostrado na Figura 1.

As interações quirais foram derivadas da mistura diastereomérica do anel pirrolidona racêmico e os aminoácidos quirais da leucina. Como resultado, as poliamidas mostraram uma temperatura de transição vítrea, Tg, de aproximadamente 117 graus C e uma temperatura de fusão, Tm, de aproximadamente 213 graus C, que foram maiores que as do bionáilon 11 convencional (Tg de aproximadamente 57 graus C). Os bio-nylons também mostraram altos módulos de Young, E, e resistências mecânicas, σ, variando de 2,2–3,8 GPa e 86–108 MPa, respectivamente.

Esses materiais podem ser usados ​​como um substituto para os nylons convencionais para redes de pesca, cordas, pára-quedas e materiais de embalagem. Os bio-nylons incluindo ligação peptídica mostraram degradação enzimática usando pepsina, que é uma enzima digestiva encontrada no estômago do mamífero. A degradação da pepsina pode se conectar com a biodegradação no estômago de mamíferos marinhos. Este projeto molecular inovador para nylons de alto desempenho, controlando a quiralidade, pode contribuir para a sustentabilidade, indústria de carbono negativo e conservação de energia por economia de peso.