物理科技生物学-PHYICA

耐高温生物聚酰亚胺变得像淀粉一样水星野艾卡溶性

化学 2022-04-14 00:02:14

日本高级科学技术研究所 由4,4’-二氨基十一酸盐衍生的水溶性生物聚酰亚胺的结构,具有轻微弯曲的结构(模型在顶部)和各种二酐(左结构)

水溶行为(右图)

信用:JAIST 这是有史以来第一份关于水溶性聚酰亚胺合成的报告,该聚酰亚胺来源于生物资源,显示出高透明度、可调机械强度和水溶性聚合物中最高的耐热性

水溶性聚合物在软材料的许多领域中很受关注

这些软材料已广泛用于与水溶液相关的应用,如分散剂、聚集剂、增稠剂、保湿剂、粘合剂和水凝胶

随着全球对环境问题认识的提高,水溶性材料的重要性日益突出,因此研究人员将其应用范围扩大到电子、功能涂层、高级粘合剂和生物医学材料

大多数天然聚合物如多糖、多肽或其衍生物是水溶性的,而合成水溶性聚合物也是可用的,如聚(环氧乙烷)、聚(乙烯醇)、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺及其衍生物

然而,传统的水溶性聚合物由于其低的热变形温度(ca

200℃)

另一方面,表现出超高热稳定性的聚合物,如聚酰亚胺,具有较差的溶解性

在文献中,很少有有效的分子工程策略来设计具有水溶性特征的聚酰亚胺,这是由于刚性聚合物主链和坚固的链间相互作用,从而限制了可加工性和聚合后功能化

通过多功能单体在聚酰亚胺主链中引入精确的分子工程可以代表开发具有超高热稳定性的水溶性聚合物的游戏改变特征

在这里,我们报道了一种新的二胺4,4’-二氨基肉桂酸的制备,它是生物衍生氨基酸4-氨基肉桂酸与一系列二酐的光二聚体

该文章证明了带有未保护羧酸基团的具有非常高的热机械性能的超工程塑料可用于促进聚合物中的水溶性

用碱金属氢氧化物(或氢氧化铵)处理合成的生物聚酰亚胺,得到生物聚酰亚胺盐

将所得生物聚酰亚胺盐溶解在水中,得到光学透明的溶液

单价阳离子与多价阳离子或质子之间离子交换反应导致不溶性生物聚酰亚胺的形成

发现生物聚酰亚胺盐的降解温度保持非常高的温度(接近366℃),这比常规的水溶性聚合物高得多

此外,观察到生物聚酰亚胺盐自支撑膜显示出高透明度和金属离子的阳离子尺寸越大产生越有弹性的膜的有趣趋势

换句话说,阳离子大小的变化为拉伸性能的精确调整提供了机会

合成的水溶性生物聚酰亚胺是软材料的有吸引力的构件,并可用于特殊应用,如药物输送、多细胞原体等

按照类似策略对聚脲和聚酰胺进行的初步研究也导致了水溶性特征的引入,这表明这种构建模块方法具有广泛的通用性

日本科技大学的Tatsuo Kaneko教授总结道:“我和Dr

Sumant Dwivedi开发了构思过程,然后带领非常努力的学生和研究人员进行实验,合成了这些具有看似合理的水性应用的奇妙材料,如涂料、生物医学设备等

"

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