Aktualności

Przyszłość, w której elektrownie zużywają produkowany przez siebie dwutlenek węgla, zamiast wydalać go do atmosfery jest bliższa niż się wydaje. CO2 nie jest już tylko niepożądanym gazem cieplarnianym, ale również znakomitym źródłem węgla w takich procesach jak np. produkcja polimerów.
W magazynie Angewandte Chemie, amerykańscy naukowcy przedstawili dwuetapową konwersję CO2 i epoksydów w jednym naczyniu, w wyniku której powstały poliwęglanowe kopolimery blokowe. Zawierają one, zarówno rozpuszczalne w wodzie, jak i hydrofobowe regiony organizujące się w nanocząstki lub micele.
CO2 i epoksydy (wysoce reaktywne związki z trzyczęściowymi pierścieniami złożonymi z dwóch atomów węgla i jednego atomu tlenu) mogą być spolimeryzowane w reakcjach z użyciem specjalnych katalizatorów. Reakcje te są przyjazną dla środowiska alternatywą dla konwencjonalnych procesów używanych obecnie przez kilka spółek. Niestety, ze względu na hydrofobowy charakter poliwęglanów z CO2, ich użycie jest ograniczone. Nie można ich zastosować np. w biomedycynie.
Zespół naukowców pod przewodnictwem Donalda J. Darensbourg znalazł rozwiązanie. Po raz pierwszy badacze byli w stanie wyprodukować amfifilowe poliwęglanowe kopolimery blokowe, których zarówno hydrofobowe jak i hydrofilowe regiony są oparte na CO2. Mogli oni również przyłączać różnego rodzaju grupy funkcyjne do polimerów. Ze względu na trudność ze znalezieniem odpowiednich „cegiełek” do zbudowania hydrofilowych poliwęglanów, naukowcy użyli triku: najpierw spolimeryzowali, a dopiero potem przyłączyli grupy rozpuszczalne w wodzie.
Cały proces zachodzi tylko w jednym naczyniu – badacze najpierw wytwarzają hydrofobowe regiony poprzez polimeryzowanie CO2, a następnie zmieniają jeden z elementów – eter allilowoglicydylowy (AGE), epoksyd z podwójnym wiązaniem w łańcuchu bocznym, a na końcu – kontynuują polimeryzację. Polimery zawierające AGE „rosną” po obu stronach poliwęglanu, organizując się w kopolimer trój blokowy. Długość boków może być precyzyjnie określona. Następnie może zostać użyta reakcja tiolenowa, aby umieścić grupę rozpuszczalną w wodzie na podwójnym wiązaniu. To z kolei umożliwia przyłączenie grup kwasowych o dodatnim lub ujemnym ładunku w odpowiednich zakresach pH. Niektóre amfifilowe poliwęglany wyprodukowane tą metodą mogą samoczynnie łączyć się w nanocząstki lub micele. Ta właściwość oraz zdolność do przyłączania substancji bioaktywnych, otwiera drogę dla wielu zastosowań w biomedycynie.

Źródło artykułu

Źródło grafiki