Le nylon conventionnel actuellement disponible tel que le nylon 6, nylon 66, et le nylon 11 sont non dégradables. D'autre part, les bio-nylons dérivés de l'acide itaconique ont montré des performances supérieures aux classiques et sont dégradables dans le sol, mais la dégradabilité via les enzymes digestives n'a pas été confirmée.

Pour faire face à ces problèmes, une équipe de chercheurs du Japan Advanced Institute of Science and Technologies (JAIST) étudie des synthèses de nouveaux bio-nylons avec leur dégradabilité via l'enzyme pepsine. Leur dernière étude, Publié dans Systèmes durables avancés en avril 2021, était dirigée par le professeur Tatsuo Kaneko et le Dr Mohammad Asif Ali.

Dans cette étude, les bio-nylons ont été synthétisés sur la base de nouveaux acides dicarboxyliques chiraux développés chimiquement dérivés d'acides itaconiques et aminés renouvelables (D- ou L-leucine). Plus loin, les bio-nylons ont été préparés par polycondensation à l'état fondu d'hexaméthylènediamine avec des monomères diacides hétérocycliques interactifs chiraux, comme le montre la figure 1.

Les interactions chirales ont été dérivées du mélange diastéréoisomérique du cycle racémique de pyrrolidone et des acides aminés chiraux de la leucine. Par conséquent, les polyamides présentent une température de transition vitreuse, Tg, d'environ 117 degrés C et une température de fusion, Tm, d'environ 213 degrés C, qui étaient supérieures à celles du bio-nylon classique 11 (Tg d'environ 57 degrés C). Les bio-nylons ont également montré des modules de Young élevés, E, et résistances mécaniques, , allant de 2,2 à 3,8 GPa et 86 à 108 MPa, respectivement.

De tels matériaux peuvent être utilisés comme substitut aux nylons conventionnels pour les filets de pêche, Cordes, parachutes et matériaux d'emballage. Les bio-nylons comprenant une liaison peptidique ont montré une dégradation enzymatique à l'aide de pepsine, qui est une enzyme digestive trouvée dans l'estomac des mammifères. La dégradation de la pepsine peut être liée à la biodégradation dans l'estomac des mammifères marins. Cette conception moléculaire innovante pour les nylons haute performance en contrôlant la chiralité pourrait contribuer à un développement durable, industrie à émission de carbone négative et conservation de l'énergie par des économies de poids.