Dégradable, les polymères biosourcés offrent des options de recyclage chimique, et ils peuvent être un outil pour stocker et libérer des molécules utiles. Les scientifiques ont développé une classe de polymères à base de sucre qui sont dégradables par hydrolyse acide. Les chercheurs ont également intégré des molécules « cargo » dans le polymère, qui sont conçus pour se séparer après la dégradation du polymère. Dégradable, les polymères porteurs sont importants pour les applications médicales et les capteurs, selon l'étude publiée dans la revue Angewandte Chemie .

La plupart des plastiques résistent aux processus naturels de dégradation. Par conséquent, La contamination croissante de l'environnement par les plastiques a conduit à un appel pour les plastiques dégradables. De tels matériaux peuvent être soumis à des procédés de recyclage chimique, dans lequel des réactions chimiques rompent les liaisons polymères. L'industrie soit alors soit récupère les monomères et les soumet à une nouvelle polymérisation, ou il recueille les petites molécules résultantes en tant que blocs de construction utiles pour d'autres réactions.

Cependant, les polymères dégradables nécessitent une conception de polymère plus élaborée. Les liaisons entre les blocs de construction polymères doivent être sensibles aux traitements chimiques ou enzymatiques. En outre, les polymères durables devraient être fabriqués à partir de matières premières biosourcées.

Tae-Lim Choi et ses collègues de l'Université nationale de Séoul, Corée du Sud, ont trouvé un moyen de produire des polymères de haute qualité à partir de monomères à base de xylose. Le xylose est un sucre présent dans les parois cellulaires végétales. La méthode qu'ils utilisent implique la préparation des monomères à base de xylose, y compris l'attachement de groupes de liaison, et faire réagir les monomères dans un processus de polymérisation appelé polymérisation par métathèse en cascade.

Pour tester si ces matières plastiques sont dégradables, les chercheurs ont traité les polymères à base de xylose avec de l'acide chlorhydrique, un traitement couramment utilisé dans les procédés de recyclage chimique. Les chercheurs ont découvert que la dégradabilité dépendait du type de liaison. Si le polymère contenait une liaison constituée d'un atome de carbone, le polymère a résisté à l'hydrolyse, mais les liaisons faites avec des atomes d'azote ou d'oxygène ont conduit à une dégradation immédiate.

Les polymères avec une liaison à base d'azote ont donné des composés appelés pyrroles, tandis que ceux fabriqués avec de l'oxygène produisaient des furanes. Les pyrroles et les furanes sont tous deux abondants, composés naturels. Cependant, les chercheurs conseillent de prendre soin :« Les dérivés furaniques sont connus pour avoir une large gamme d'activité biologique, qui devraient être pris en considération lors de l'identification des applications pour ces matériaux polymères, " ils ont dit.

Dans les copolymères à blocs, différents "blocs" de brins polymères plus courts sont attachés les uns aux autres. Par conséquent, les copolymères blocs ont des propriétés découlant de celles des blocs simples. Comme de nombreux matériaux fonctionnels peuvent être fabriqués avec des copolymères séquencés, les auteurs ont testé si des copolymères séquencés à base de xylose contenant des séquences avec des liaisons non dégradables se désintégreraient également par traitement acide. Ils l'ont fait. "Après 24h, le bloc contenant la liaison carbone était également presque complètement dégradé en petites molécules, avec seulement un peu de matériel oligomère restant, " ont rapporté les auteurs.

Les chercheurs ont également intégré de petites molécules rapporteurs dans les polymères. L'hydrolyse acide des polymères avec des liaisons oxygène a produit des dérivés de furane, qui a ensuite libéré du para-nitrophénol en tant que molécule rapporteur. « Ce type de cargaison permet une quantification aisée des rejets. Cependant, il peut être substitué par d'autres composés, qui exercent diverses fonctions après leur libération, " dit Choi.