degradabile, i polimeri a base biologica offrono opzioni per il riciclaggio chimico, e possono essere uno strumento per immagazzinare e rilasciare molecole utili. Gli scienziati hanno sviluppato una classe di polimeri a base di zucchero che sono degradabili attraverso l'idrolisi acida. I ricercatori hanno anche integrato molecole "carico" nel polimero, che sono progettati per separarsi dopo la degradazione del polimero. degradabile, i polimeri portanti sono importanti per le applicazioni mediche e dei sensori, dice lo studio pubblicato sulla rivista Angewandte Chemie .

La maggior parte delle materie plastiche resiste ai processi di degradazione naturale. Di conseguenza, la crescente contaminazione dell'ambiente con la plastica ha portato alla richiesta di plastiche degradabili. Tali materiali possono essere sottoposti a processi di riciclo chimico, in cui le reazioni chimiche rompono i legami polimerici. L'industria quindi recupera i monomeri e li sottopone nuovamente a polimerizzazione, oppure raccoglie le piccole molecole risultanti come elementi costitutivi utili per ulteriori reazioni.

Però, i polimeri degradabili richiedono un design polimerico più elaborato. I collegamenti tra i mattoni polimerici dovrebbero essere sensibili ai trattamenti chimici o enzimatici. Inoltre, i polimeri sostenibili dovrebbero essere costituiti da materie prime a base biologica.

Tae-Lim Choi e colleghi della Seoul National University, Corea del Sud, hanno trovato un modo per produrre polimeri di alta qualità da monomeri a base di xilosio. Lo xilosio è uno zucchero presente nelle pareti cellulari delle piante. Il metodo che utilizzano prevede la preparazione dei monomeri a base di xilosio, compreso l'allegato di gruppi di linker, e facendo reagire i monomeri in un processo di polimerizzazione chiamato polimerizzazione metatesi a cascata.

Per verificare se tali materiali plastici sono degradabili, i ricercatori hanno trattato i polimeri a base di xilosio con acido cloridrico, un trattamento che si trova comunemente nelle procedure di riciclaggio chimico. I ricercatori hanno scoperto che la degradabilità dipendeva dal tipo di collegamento. Se il polimero conteneva un legame costituito da un atomo di carbonio, il polimero ha resistito all'idrolisi, ma i legami realizzati con atomi di azoto o ossigeno hanno portato alla degradazione immediata.

I polimeri con un legame a base di azoto hanno portato a composti chiamati pirroli, mentre quelli realizzati con ossigeno producevano furani. Pirroli e furani sono entrambi abbondanti, composti naturali. Però, i ricercatori consigliano la cura:"I derivati ​​del furano sono noti per avere un'ampia gamma di attività biologica, che dovrebbero essere presi in considerazione quando si identificano le applicazioni per questi materiali polimerici, " loro hanno detto.

Nei copolimeri a blocchi, diversi "blocchi" di fili polimerici più corti sono attaccati l'uno all'altro. Di conseguenza, i copolimeri a blocchi hanno proprietà derivanti da quelle dei singoli blocchi. Poiché molti materiali funzionali possono essere realizzati con copolimeri a blocchi, gli autori hanno testato se i copolimeri a blocchi a base di xilosio contenenti blocchi con legami non degradabili si sarebbero disintegrati anche per trattamento con acido. Loro fecero. "Dopo 24 ore, anche il blocco contenente il legame di carbonio è stato quasi completamente degradato a piccole molecole, con solo un po' di materiale oligomerico rimasto, " hanno riferito gli autori.

I ricercatori hanno anche integrato piccole molecole reporter nei polimeri. L'idrolisi acida dei polimeri con legami di ossigeno ha prodotto derivati ​​del furano, che successivamente ha rilasciato para-nitrofenolo come molecola reporter. "Questo tipo di carico consente una facile quantificazione del rilascio. Tuttavia, può essere sostituito con altri composti, che esercitano varie funzioni dopo il loro rilascio, " dice Choi.