Nel mondo delle reazioni catalitiche, i polimeri creati attraverso l'elettropolimerizzazione stanno attirando una rinnovata attenzione. Un gruppo di ricercatori cinesi ha recentemente fornito la prima caratterizzazione dettagliata delle proprietà elettrochimiche dei film sottili di polianilina e acido poliaspartico (PASP). In I progressi dell'AIP , il team ha utilizzato un'ampia gamma di test per caratterizzare i polimeri, soprattutto la loro capacità di catalizzare l'ossidazione di materiali di uso comune, idrochinone e catecolo.

Questo nuovo documento segna uno dei primi accoppiamenti di test elettrochimici standard con analisi di risonanza magnetica nucleare (NMR) in tale applicazione. "Poiché questi materiali possono essere facilmente preparati in un campo elettrico e sono economici e rispettosi dell'ambiente, pensiamo che abbiano il potenziale per essere ampiamente utilizzati, " disse Shuo-Hui Cao, un autore sulla carta.

Sebbene PASP abbia mostrato eccellenti risposte elettrocatalitiche alle molecole biologiche, nuove aree di indagine hanno esplorato la capacità del materiale di abbassare il potenziale ossidativo nelle reazioni di ossidoriduzione. La riduzione del potenziale di ossidazione è la chiave per trovare ulteriori usi per due materiali ampiamente utilizzati come materie prime e intermedi sintetici nei prodotti farmaceutici, idrochinone e catecolo.

polimeri conduttivi, come la polianilina, hanno attirato l'attenzione per la loro elevata conduttività e basso costo. Per comprendere meglio questi materiali, Cao e i suoi colleghi hanno testato quanto bene PASP e polianilina fossero in grado di ossidare idrochinone e catecolo utilizzando diverse tecniche elettrochimiche standard, compresa la riflessione totale attenuata spettrofotometria infrarossa trasformata di Fournier, voltammetria ciclica e spettroscopia di impedenza elettrochimica.

Utilizzando NMR a base di protoni, hanno monitorato l'andamento di ogni reazione misurando direttamente la rapidità con cui sono stati utilizzati i reagenti e sono stati creati i prodotti. Cao ha affermato che il loro lavoro utilizzando l'analisi NMR sul catecolo sembra colmare una lacuna che hanno trovato nella letteratura.

"La tecnica NMR ci permette di saperne di più sulla loro struttura molecolare e confrontare meglio le caratteristiche dei catalizzatori quantitativamente, " disse Cao.

Il gruppo ha scoperto che gli elettrodi modificati con polimero miglioravano entrambi la conduttività. È stato scoperto che l'attività catalitica di PASP sia dell'idrochinone che del catecolo supera quella della polianilina di un fattore due. Successivi studi NMR hanno confermato che le trasformazioni molecolari indotte elettricamente consentivano al PASP di fungere da catalizzatore migliore.

I risultati hanno portato i ricercatori a postulare che i film sottili elettropolimerizzati con acido poliaspartico potrebbero essere più adatti per l'uso come catalizzatori rispetto alla polianilina in molte situazioni.

Cao ha detto che spera di sviluppare ulteriormente le tecniche NMR che si accoppiano con i test elettrochimici. Finora, il gruppo ha utilizzato un tipo di NMR che incorpora una dimensione dell'analisi di frequenza. Oltre a poter esaminare nuove caratteristiche dei materiali, l'utilizzo di tecniche bidimensionali consentirà al gruppo di estendere il proprio lavoro a molecole più complesse.