Le développement de technologies futures qui ne sont pas basées sur l'huile minérale et peuvent être utilisées pour produire des produits chimiques et des plastiques est l'une des tâches majeures de la science des matériaux moderne et un défi clé qui doit être relevé si la production industrielle durable doit avoir un avenir. Une gamme de concepts théoriques et de processus de laboratoire doivent être conçus et testés pour résoudre les défis et les problèmes liés aux matériaux naturels avant que les applications potentielles des matériaux obtenus à partir de ressources renouvelables puissent être sondées. Un tel concept vient d'être décrit par le professeur Stefan Mecking dans une étude en cours sur l'obtention de polyester à partir d'huile de ricin intitulée "Synthetic Polyester from Plant Oil Feedstock by Functionializing Polymerization" dans la revue Angewandte Chemie .
Avec son collègue Dr Ye Liu, un Alexander von Humboldt Fellow et le premier auteur de l'étude, Stefan Mecking présente une nouvelle façon d'obtenir du polyester à partir de graisses et d'huiles, plus précisement, à partir d'huile de ricin. Un bloc de construction bien connu et chimiquement établi qui peut être obtenu à partir de l'huile de ricin est l'Undecenol. "Notre idée était de relier plusieurs de ces molécules pour former une grande molécule, une molécule de plastique. Nous voulions que l'ensemble du processus soit efficace et facilement réalisable "en une seule fois"", Stefan Mecking élabore. L'undécénol a un groupe d'alcools à une extrémité de la molécule et une double liaison à l'autre. Il était décisif de lier ces deux groupes pour former un groupe ester de manière à permettre une liaison simultanée avec des molécules à longue chaîne, c'est-à-dire les plastiques. De telles liaisons à longue chaîne sont nécessaires pour obtenir les propriétés matérielles souhaitées. L'un des principaux défis généraux en ce qui concerne ces procédures est d'identifier les catalyseurs appropriés. « Ils sont particulièrement importants car la réaction menant à la formation des molécules à longue chaîne souhaitées doit être incroyablement efficace et se dérouler sans aucune variation, " explique Stefan Mecking.
Pour la production de polyester telle que décrite dans leur étude, les chimistes ont utilisé la carbonylation pour obtenir les groupes ester. "Le problème est que l'Undecenol réagit avec une autre molécule plus petite, un aldéhyde. Si ça arrive, il ne fait pas partie de la chaîne moléculaire, ce qui signifie qu'il se perd, " dit Stefan Mecking, résumant l'essentiel et le grand succès de ses recherches. En utilisant des catalyseurs appropriés, les chercheurs ont pu empêcher cette perte et créer efficacement du polyester. Lors du développement des catalyseurs, ils ont également élaboré les étapes conceptuelles nécessaires pour ajuster le point de fusion des produits. « En raison des connaissances que nous avons acquises, nous devrions être en mesure de déduire comment gérer les points de fusion d'autres substrats à longue chaîne, " conclut Stefan Mecking, faisant allusion aux applications potentielles de transfert de son concept pour d'autres ressources renouvelables qui sont encore plus facilement disponibles que l'huile de ricin.
