Polymere mit einem Extra-Drall

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Forscher des Departements für Chemie der Universität Freiburg und des Adolphe-Merkle-Instituts haben eine neue Polymerisationsmethode entwickelt, die mehr Kontrolle über den Prozess bietet und gleichzeitig die Tür zu Polymeren öffnet, die biologische Funktionen nachahmen.

Polymere kommen in der Natur häufig vor. Typische Beispiele sind Seide, Wolle, DNA, Zellulose und Proteine. Während ihre Gewinnung in der Regel ein einfacher Prozess ist, stellt die Reproduktion natürlicher Polymere eine größere Herausforderung dar. Sie sind oft das Ergebnis eines Prozesses, der als Kondensationspolymerisation bekannt ist und der die Entwicklung längerer Polymerketten und einzigartiger Sequenzen ermöglicht. Die Reproduktion dieser Synthese führt oft zu einem unkontrollierten Wachstum der Polymere, wobei auch die beabsichtigte Länge oft nicht erreicht wird.

NFS-Forscher um Prof. Andreas Kilbinger und seine Mitarbeiter vom Departement für Chemie der Universität Freiburg und dem Adolphe Merkle Institut haben nun eine Methode entwickelt, die den Reaktionsprozess verlangsamt und so längere Polymerketten und eine bessere Ausbeute ermöglicht. Das Ergebnis sind lange, gedrehte Fasern, die hohl sind und mit anderen Molekülen beladen werden können.

Mögliche Anwendungen sind beispielsweise antimikrobielle Behandlungen: Wenn sie in ein Bakterium eingeführt werden, könnten die Hohlfasern einen Eintrittspunkt für Medikamente schaffen. Andere vorgeschlagene Anwendungen könnten Membranen für die Reinigung von Wasser oder Wasserstoffspeicher für Batterieanwendungen sein.

Die Ergebnisse dieser Forschung, gefördert durch den Nationalen Forschungsschwerpunkt Bioinspirierte Materialien, wurden kürzlich in der führenden Fachzeitschrift Nature Chemistry veröffentlicht.

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Referenz: Pal, S.; Nguyen, D. P. T.; Molliet, A.; Alizadeh, M.; Crochet, A.; Ortuso, R. D.; Petri-Fink, A.; Kilbinger, A. F. M. A Versatile Living Polymerization Method for Aromatic Amides. Nat. Chem. 2021, 13 (7), 705-713.

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