Dans le monde des réactions catalytiques, les polymères créés par électropolymérisation suscitent un regain d'attention. Un groupe de chercheurs chinois a récemment fourni la première caractérisation détaillée des propriétés électrochimiques des films minces de polyaniline et d'acide polyaspartique (PASP). Dans Avances AIP , l'équipe a utilisé un large éventail de tests pour caractériser les polymères, notamment leur capacité à catalyser l'oxydation des matériaux couramment utilisés, hydroquinone et catéchol.

Ce nouvel article marque l'un des premiers appariements de tests électrochimiques standard avec une analyse par résonance magnétique nucléaire (RMN) dans une telle application. "Parce que ces matériaux peuvent être facilement préparés dans un champ électrique et sont rentables et respectueux de l'environnement, nous pensons qu'ils ont le potentiel d'être largement utilisés, " dit Shuo-Hui Cao, un auteur sur le papier.

Bien que le PASP ait montré d'excellentes réponses électrocatalytiques aux molécules biologiques, de nouveaux domaines de recherche ont exploré la capacité du matériau à réduire le potentiel d'oxydation dans les réactions d'oxydoréduction. La réduction du potentiel d'oxydation est essentielle pour trouver d'autres utilisations de deux matériaux largement utilisés comme matières premières et intermédiaires de synthèse dans les produits pharmaceutiques, hydroquinone et catéchol.

Polymères conducteurs, comme la polyaniline, ont attiré l'attention pour leur conductivité élevée et leur faible coût. Pour mieux comprendre ces matériaux, Cao et ses collègues ont testé dans quelle mesure le PASP et la polyaniline étaient capables d'oxyder l'hydroquinone et le catéchol en utilisant plusieurs techniques électrochimiques standard, incluant la spectrophotométrie infrarouge à transformée de Fournier à réflexion totale atténuée, voltampérométrie cyclique et spectroscopie d'impédance électrochimique.

En utilisant la RMN à base de protons, ils ont surveillé la progression de chaque réaction en mesurant directement à quelle vitesse les réactifs étaient utilisés et les produits créés. Cao a déclaré que leurs travaux utilisant l'analyse RMN sur le catéchol semblent combler une lacune qu'ils ont trouvée dans la littérature.

« La technique RMN nous permet d'en savoir plus sur leur structure moléculaire et de mieux comparer quantitativement les caractéristiques des catalyseurs, " dit Cao.

Le groupe a découvert que les électrodes modifiées par polymère ont toutes deux amélioré la conductivité. On a constaté que l'activité catalytique du PASP de l'hydroquinone et du catéchol dépassait celle de la polyaniline d'un facteur de deux. Des études RMN ultérieures ont confirmé que les transformations moléculaires induites électriquement permettaient au PASP de servir de meilleur catalyseur.

Les résultats ont conduit les chercheurs à postuler que les films minces électropolymérisés à l'acide polyaspartique pourraient être plus appropriés pour être utilisés comme catalyseurs par rapport à la polyaniline dans de nombreuses situations.

Cao a déclaré qu'il espérait développer davantage les techniques de RMN associées aux tests électrochimiques. Jusque là, le groupe a utilisé un type de RMN qui intègre une dimension d'analyse fréquentielle. En plus de pouvoir examiner de nouvelles caractéristiques matérielles, l'utilisation de techniques bidimensionnelles permettra au groupe d'étendre ses travaux à des molécules plus complexes.