Новости химической науки > Направленная деполимеризация меняет форму полимера

Благодаря новой работе химико-полимерщиков из США создание новых полимерных материалов, меняющих свою форму в качестве реакции на внешнее воздействие подобно тому, как реагирует на физическое воздействие, охотясь, мухоловка Венеры, стало на шаг ближе.

Результаты исследования могут стать основой для создания новых классов веществ, которые будут полезными для получения интерактивных защитных покрытий, сенсоров и систем адресной доставки веществ.

Из полимера был получен трехслойный агрегат. (Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed, 2015, DOI: 10.1002/anie.201501320)

Ранее уже был получены полимеры, способные к изменению формы в результате воздействия таких стимулов, как свет или температура. В новой работе Скотт Филипс (Scott Phillips) и его коллеги из Университета Пенсильвании расширили перечень стимулов, получив поли(4,5-дихлорфталевый альдегид), который деполимеризуется от головы к хвосту, реагируя на различные типы воздействия.

Филипс отмечает, что создание полимеров, способных к селективной деполимеризации голова-к-хвосту, является сравнительно новым направлением химии высокомолекулярных соединений, можно сказать, что пока еще только идет подбор полимеров, способных к селективной и быстрой деполимеризации. Тем не менее, по его словам, именно инициируемая внешним воздействием деполимеризация стала тем самым фактором, который позволил впервые получить трехмерные материалы, способные к отклику на различные типы воздействия.

Прежние исследования родственного полимера – полифтальальдегида – продемонстрировали, что он способен к последовательной деполимеризации, реагируя на определенные молекулярные сигналы. Однако термическая нестабильность этого полимера и его высокая чувствительность даже к слабым кислотам и слабым основаниям не позволяет применять его для создания трехмерных материалов с помощью методов, основанных на применении высокотемпературной обработки, например селективного прокаливания лазером [laser sintering (SLS)], которое позволяет осуществлять «сварку» отдельных частиц полимера.

Для того чтобы увеличить термическую стабильность полимера до уровня, позволяющего его обрабатывать с помощью метода SLS исследователи изучили свойства ряда полимеров, мотив строения которых аналогичен строению полифтальальдегида. Поли(4,5-дихлорфталевый альдегид) пригоден для изготовления объектов, способных к деполимеризации и изменению формы в результате воздействия различных воздействий. Деполимеризацию удается осуществить за счет введения концевых фрагментов – трет-бутилдиметилсилилэфирных функций или аллилкарбонатов – фрагментов, отвечающих на определенные сигналы. Расщепление концевых фрагментов приводит к деполимеризации полимера.

Воздействие на полимер различных реагентов приводит к селективной деполимеризации его различных слоев. (Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed, 2015, DOI: 10.1002/anie.201501320)

Уэйн Кок (Wayne Cook), изучающий полимеры, отвечающие на определенные типы воздействий, в Университете Монаш (Австралия), отмечает, что новая работа будет весьма полезна для создания как полимеров, способных к селективной цепной полимеризации с одного конца цепи, так и для блок-сополимеров, из которых при желании можно будет удалить один из блоков.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed, 2015, DOI: 10.1002/anie.201501320

метки статьи: #кинетика и катализ, #новые материалы, #химия полимеров