Une méthode simple pour cultiver des revêtements polymères antifouling non toxiques a été développée par les chercheurs d'A*STAR. Cela pourrait conduire à des revêtements plus durables adaptés à une utilisation sur de grandes surfaces, comme les coques de navires ou les dispositifs médicaux.

L'accumulation de micro-organismes sur les surfaces est un défi pour les industries du transport maritime et biomédicale. Certains revêtements polymères antibiofouling populaires sont sujets à une dégradation oxydative dans l'eau de mer, ce qui les rend inefficaces dans le temps. revêtements polymères zwitterioniques (molécules avec des charges négatives et positives et une charge nette de zéro), qui ressemblent à des tapis de chaînes polymères, ont attiré l'attention en tant qu'alternatives potentielles, mais actuellement doit être cultivé dans un environnement inerte sans eau ni air. Cela les exclut des applications sur de grandes surfaces.

Une équipe dirigée par Satyasankar Jana de l'Institut des sciences chimiques et de l'ingénierie A*STAR a découvert comment faire pousser des revêtements polymères zwitterioniques dans l'eau, à température ambiante, et en présence d'air, ce qui permettrait de les utiliser à plus grande échelle.

"C'était une découverte fortuite, " explique Jana. Son équipe tentait de développer des revêtements polymères zwitterioniques, avec la méthode de synthèse largement utilisée appelée polymérisation radicalaire par transfert d'atomes, quand ils ont réalisé que certaines réactions ne donnaient pas les produits attendus. Une amine, agissant comme un ligand sur le catalyseur utilisé dans la réaction, a été trouvé de manière inattendue à l'extrémité des chaînes polymères. "Il a fallu un certain temps et une série d'expériences pour percer le mystère [de comment il est arrivé là], " explique Jana.

Observations de cinétique de réaction, la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN) et d'autres analyses suggèrent que l'amine a déclenché la réaction de polymérisation via un mécanisme anionique. Ces polymérisations dites anioniques sont notoirement intolérantes à l'eau, méthanol et air mais les polymères de Jana se développaient en présence des trois, faire douter l'équipe de leurs découvertes. Ils se sont tournés vers des modèles informatiques pour voir ce qui se passait.

"Les résultats des calculs de la théorie fonctionnelle de la densité ont confirmé le mécanisme de polymérisation anionique proposé, " dit-il. " Il s'agit du tout premier exemple de polymérisation en solution anionique d'un monomère vinylique en milieu aqueux dans des conditions aérobies ambiantes. "

Son équipe a maintenant utilisé cette approche pour synthétiser des revêtements polymères à partir de quatre monomères zwitterioniques et d'un certain nombre d'initiateurs d'anions, certains pas d'amines. « À l'avenir, nous utiliserons cette méthodologie pour générer des revêtements polymères anti-biofouling sur de grandes surfaces en utilisant une méthode de pulvérisation ou d'immersion, " dit Jana. Ils prévoient également d'étudier l'efficacité de prévention de l'encrassement de ces revêtements pour les applications marines et biomédicales.