Gut für die Augen … und für abbaubare Polymere – ScienceDaily


Karotten gibt es in einem Regenbogen leuchtender Farben – rot, orange, gelb und violett-schwarz – wegen Verbindungen, die Carotinoide genannt werden. Sie unterstützen die Augengesundheit, indem sie mit potenziell schädlichem UV-Licht reagieren. Interessanterweise ähneln die molekularen Strukturen von Carotinoiden wie β-Carotin den Bausteinen einiger Polymere. Jetzt berichten Forscher in der Zeitschrift der American Chemical Society haben eine abgeleitete Verbindung eingebaut β-Carotin in ein Polymer, das vollständig abbaubar ist.

Polymere und Kunststoffe, die aus natürlichen, biologisch abbaubaren Inhaltsstoffen gebildet werden, sind für die Verwendung in Konsumgütern sehr erwünscht. Durch die Verwendung von Indigo, Vanillin und Melanin haben Wissenschaftler biobasierte Polymere mit elektrisch leitfähigen Eigenschaften geschaffen, die für Energiespeicher-, biomedizinische und Sensoranwendungen attraktiv sind. Carotinoide sind eine weitere Gruppe natürlicher Verbindungen, von denen erwartet wird, dass sie Ladungen übertragen, aber sie wurden im Polymerdesign nicht umfassend getestet. Ein weiterer möglicher Vorteil besteht darin, dass diese Verbindungen in Gegenwart von UV-Licht und bestimmten Chemikalien auseinanderbrechen. Also wollten Azalea Uva, Angela Lin und Helen Tran eine auf Carotinoid basierende Verbindung verwenden, um ein abbaubares Material herzustellen, das selektiv mit einer Säure und Sonnenlicht abgebaut werden kann.

Die Forscher kombinierten das abgeleitete Carotinoid β-Carotin, ein 10-Kohlenstoff-Dialdehyd und P-Phenylendiamine, eine Gruppe von Verbindungen, die in abbaubaren Polymeren verwendet werden, um drei verschiedene Poly(azomethine) herzustellen. Nach dem Trocknen reichte die Farbe der resultierenden Materialien von schwarz bis hellrot.

In ersten Experimenten stellte das Team fest, dass die knallrote Version – erstellt mit P-Phenylendiamin mit zwei Hexylseitenketten – war der beste Kandidat für weitere Tests. Das Material zerfiel in sauren Lösungen vollständig in seine ursprünglichen Bestandteile, die möglicherweise zurückgewonnen werden könnten. Wenn jedoch sowohl Säure als auch künstliches Sonnenlicht verwendet wurden, beschleunigte sich dieser Prozess. Und nach längerer Zeit zerfiel die Probe noch weiter in kleinere Dialdehyde und andere Verbindungen. Der nächste Schritt besteht darin, die Fähigkeit dieses neuen vollständig abbaubaren Polymers, Elektrizität zu leiten, zu bewerten, sagen die Forscher.

Die Autoren würdigen die Finanzierung durch das Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada und die Canadian Foundation for Innovation.

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