Lo sviluppo di tecnologie future che non si basano sull'olio minerale e possono essere utilizzate per la produzione di sostanze chimiche e plastiche è uno dei compiti principali della moderna scienza dei materiali e una sfida chiave che deve essere affrontata se si vuole che la produzione industriale sostenibile abbia un futuro. Una serie di concetti teorici e processi di laboratorio devono essere ideati e testati per risolvere sfide e problemi che sorgono in relazione ai materiali naturali prima di poter esaminare potenziali applicazioni per materiali ottenuti da risorse rinnovabili. Uno di questi concetti è stato appena descritto dal professor Stefan Mecking in uno studio in corso sull'ottenimento di poliestere dall'olio di ricino intitolato "Poliestere sintetico da olio vegetale Feedstock by Functionalizing Polymerization" nella rivista Angewandte Chemie .
Con il suo collega Dr. Ye Liu, un Alexander von Humboldt Fellow e primo autore dello studio, Stefan Mecking presenta un nuovo modo di ottenere poliestere da grassi e oli, più specificamente, dall'olio di ricino. Un elemento costitutivo noto e chimicamente stabilito che può essere ottenuto dall'olio di ricino è Undecenol. "La nostra idea era di collegare molte di queste molecole per formare una grande molecola, una molecola di plastica Volevamo che l'intero processo fosse efficace e facilmente realizzabile "in una volta sola"", Stefan Mecking elabora. Undecenol ha un gruppo di alcoli a un'estremità della molecola e un doppio legame all'altra. È stato decisivo collegare questi due gruppi per formare un gruppo estere in modo tale da consentire il legame simultaneo con molecole a catena lunga, cioè plastica. Tali legami a catena lunga sono necessari per ottenere le proprietà del materiale desiderate. Una delle maggiori sfide generali riguardo a queste procedure è identificare catalizzatori adatti. "Sono particolarmente importanti perché la reazione che porta alla formazione delle molecole a catena lunga desiderate deve essere incredibilmente efficace e procedere senza alcuna variazione, " spiega Stefan Mecking.
Per la produzione di poliestere come descritto nel loro studio, i chimici usavano la carbonilazione per ottenere i gruppi estere. "Il problema è che Undecenol reagisce con un'altra molecola più piccola, un'aldeide. Se questo accade, non diventa parte della catena molecolare, il che significa che si perde, "dice Stefan Mecking, riassumendo l'essenza e il grande successo della sua ricerca. Utilizzando opportuni catalizzatori, i ricercatori sono stati in grado di prevenire questa perdita e di creare il poliestere in modo efficace. Durante lo sviluppo dei catalizzatori, hanno anche elaborato i passaggi concettuali necessari per regolare il punto di fusione dei prodotti. "Grazie alle intuizioni che abbiamo acquisito, dovremmo essere in grado di dedurre come gestire i punti di fusione di altri substrati a catena lunga, " conclude Stefan Mecking, alludendo a potenziali applicazioni di trasferimento del suo concetto per altre risorse rinnovabili che sono ancora più facilmente disponibili dell'olio di ricino.
