La investigación sobre plásticos a base de azúcar muestra la forma de lo que vendrá

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La investigación sobre plásticos a base de azúcar muestra la forma de lo que vendrá

Por la Universidad de Birmingham

En un estudio publicado en Angewandte Chemie, investigadores de la Universidad de Birmingham, Reino Unido, y la Universidad de Duke, EE. UU., han descrito la fuerza y ​​tenacidad excepcionales de nuevos polímeros hechos de azúcares, y la química que sustenta sus características.

El estudio examinó dos polímeros basados ​​en isosorbida e isomanida que se producen mediante un método divulgado recientemente que utiliza azúcares como punto de partida para la síntesis. Ambos polímeros tienen propiedades superiores a los elastómeros termoplásticos convencionales y, además, son degradables y mecánicamente reciclables.

En un hallazgo clave, los investigadores descubrieron que el polímero hecho de isosorbida mostró una recuperación elástica y dureza superiores, lo que se demostró que era el resultado de la estereoquímica de los grupos de azúcar en los materiales.

Usando simulaciones por computadora y otras técnicas experimentales, los investigadores demostraron que la diferencia en la recuperación elástica resulta de la forma en que la estereoquímica del azúcar dirige la red de enlaces de hidrógeno entre y dentro de las moléculas de cadena larga.

Los investigadores concluyeron que ambos polímeros tienen una alta claridad óptica, una fuerza mecánica y una extensibilidad excepcionales, pero el polímero a base de isosorbida tiene una tenacidad superior debido a su mayor elasticidad.

El profesor Andrew Dove, de la Facultad de Química de Birmingham, que dirigió el equipo de investigación, comentó: “Los impactos a largo plazo de los polímeros modernos en el medio ambiente son una preocupación importante. La isosorbida es una materia prima renovable alternativa a los derivados del petróleo para la producción comercial de polímeros. se deriva de las plantas y, como una de las 20 principales moléculas de biomasa, está disponible a una escala que es consistente con la producción comercial de bioplásticos”.

El profesor de la Universidad de Duke, el Dr. Matthew Becker, dice que “la mayoría de los plásticos de origen biológico han carecido de las propiedades mecánicas necesarias para competir en aplicaciones comerciales y pierden casi todas sus propiedades mecánicas cuando se reprocesan. Los materiales descritos en este documento cambian ese paradigma”.

La Universidad de Birmingham Enterprise y la Universidad de Duke han presentado una solicitud de patente conjunta que cubre tanto los polímeros como el método para fabricarlos. Los investigadores ahora están buscando socios industriales que estén interesados ​​en licenciar la tecnología.

Más información: Shannon R. Petersen et al, Ultra-Tough Elastomers from Stereochemistry-Directed Hydrogen Bonding in Isosorbide-Based Polymers, Angewandte Chemie International Edition (2022). DOI: 10.1002/anie.202115904

Connor J. Stubbs et al, Polímeros a base de azúcar con degradabilidad dependiente de la estereoquímica y propiedades mecánicas, Journal of the American Chemical Society (2022). DOI: 10.1021/jacs.1c10278

Información de la revista: Angewandte Chemie International Edition, Angewandte Chemie , Journal of the American Chemical Society