Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Polymere aus Treibhausgas

28.07.2015

Vielseitige Nanostrukturen aus CO2-basierten Polycarbonaten

Kraftwerke, die ihr Kohlendioxid nicht mehr über den Schornstein in die Atmosphäre blasen, sondern direkt in eine angeschlossene Produktionsanlage einspeisen, sind eine durchaus realistische Zukunftsvorstellung:


Zweistufige Ein-Topf-Synthese zur Herstellung von in Mizellen aggregierten Polycarbonat-Block-Copolymeren aus CO2 und Epoxiden

(c) Wiley-VCH

CO2 ist nicht nur ein unerwünschtes Treibhausgas, sondern auch eine interessante Kohlenstoffquelle, etwa zur Herstellung hochwertiger Polymere. Amerikanische Wissenschaftler stellen in der Zeitschrift Angewandte Chemie jetzt eine zweistufige Ein-Topf-Synthese vor, mit der sich aus CO2 und Epoxiden Polycarbonat-Block-Copolymere herstellen lassen, die wasserlösliche und wasserabweisende Bereiche vereinen und zu Nanopartikeln oder Mizellen aggregieren können.

CO2 und Epoxide – sehr reaktionsfähige Verbindungen mit einem Dreiring aus zwei Kohlenstoffatomen und einem Sauerstoffatom – lassen sich mit speziell entwickelten Katalysatoren zu Polycarbonaten polymerisieren. Diese Verfahren sind eine umweltfreundlichere Alternative zu gängigen Herstellverfahren und wurden bereits von einigen Firmen eingeführt.

Da die bisherigen CO2-basierten Polycarbonate wasserabweisend sind und keine funktionelle Gruppen tragen, ist ihr Einsatz jedoch limitiert. Insbesondere biomedizinische Anwendungen, ein Gebiet, auf dem sich die biokompatiblen Polycarbonate schon etabliert haben, bleiben bisher außen vor.

Das Team um Donald J. Darensbourg und seinen Mitarbeiter Yanyan Wang von der Texas A&M University (USA) sorgt für Abhilfe. Den Forschern ist es erstmals gelungen, amphiphile Polycarbonat-Block-Copolymere herzustellen, bei denen sowohl die wasserabweisenden als auch die wasserlöslichen Bereiche auf CO2 basieren.

Zudem konnten sie verschiedene funktionelle und geladene Gruppen in die Polymere einbauen. Da es sehr schwierig ist, Bausteine für wasserfreundliche Polycarbonate zu finden, behalfen sich die Forscher mit einem Trick: Erst polymerisieren und die wasserlöslichen Gruppen anschließend einfach anknüpfen.

Das Ganze läuft sogar als „Ein-Topf-Reaktion“: Zunächst stellten die Forscher die wasserabweisenden Bereiche durch eine Polymerisation von CO2 und Propylenoxid als Epoxid-Komponente her. Anschließend wurde einfach im selben Gefäß mit einem anderen Baustein weiterpolymerisiert: Allyl-Glycidylether (AGE), einem Epoxid, das eine Doppelbindung in der Seitenkette hat.

Das AGE-haltige Polymer wächst auf beide Enden des bereits entstandenen Polycarbonats auf, sodass ein Triblock-Copolymer entsteht. Die Blocklänge lässt sich präzise steuern. An die Doppelbindungen kann im Anschluss mit einer sogenannten Thiol-En-Klick-Reaktion eine wasserlösliche Gruppe einfach „angeklipst“ werden.

So lassen sich zum Beispiel saure und/oder basische Gruppen anhängen, die im entsprechenden pH-Bereich positiv bzw. negativ geladen vorliegen. Einige der so hergestellten amphiphilen Polycarbonate sind in der Lage, selbstorganisiert zu Partikeln oder Mizellen zu aggregieren. Dies und die Möglichkeit, z.B. auch bioaktive Stoffe anzuknüpfen, könnte viele neue interessante Perspektiven für biomedizinische Anwendung eröffnen.

Angewandte Chemie: Presseinfo 30/2015

Autor: Donald J. Darensbourg, Texas A&M University (USA), http://www.chem.tamu.edu/rgroup/djd/djd.html

Permalink to the original article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201505076 – Please use in your news piece to make sure altmetric.com picks it up and a link to your piece is shown on the journal's website.

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Renate Hoer | GDCh

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht IMMUNOQUANT: Bessere Krebstherapien als Ziel
19.10.2018 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

nachricht Auf dem Weg zu maßgeschneiderten Naturstoffen
19.10.2018 | Goethe-Universität Frankfurt am Main

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Auf dem Weg zu maßgeschneiderten Naturstoffen

Biotechnologen entschlüsseln Struktur und Funktion von Docking Domänen bei der Biosynthese von Peptid-Wirkstoffen

Mikroorganismen bauen Naturstoffe oft wie am Fließband zusammen. Dabei spielen bestimmte Enzyme, die nicht-ribosomalen Peptid Synthetasen (NRPS), eine...

Im Focus: Größter Galaxien-Proto-Superhaufen entdeckt

Astronomen enttarnen mit dem ESO Very Large Telescope einen kosmischen Titanen, der im frühen Universum lauert

Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Olga Cucciati vom Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) Bologna hat mit dem VIMOS-Instrument am Very Large...

Im Focus: Auf Wiedersehen, Silizium? Auf dem Weg zu neuen Materalien für die Elektronik

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben zusammen mit Wissenschaftlern aus Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgarien) und Madrid (Spanien) ein neues, metall-organisches Material entwickelt, welches ähnliche Eigenschaften wie kristallines Silizium aufweist. Das mit einfachen Mitteln bei Raumtemperatur herstellbare Material könnte in Zukunft als Ersatz für konventionelle nicht-organische Materialien dienen, die in der Optoelektronik genutzt werden.

Bei der Herstellung von elektronischen Komponenten wie Solarzellen, LEDs oder Computerchips wird heutzutage vorrangig Silizium eingesetzt. Für diese...

Im Focus: Goodbye, silicon? On the way to new electronic materials with metal-organic networks

Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz (Germany) together with scientists from Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgaria) and Madrid (Spain) have now developed and characterized a novel, metal-organic material which displays electrical properties mimicking those of highly crystalline silicon. The material which can easily be fabricated at room temperature could serve as a replacement for expensive conventional inorganic materials used in optoelectronics.

Silicon, a so called semiconductor, is currently widely employed for the development of components such as solar cells, LEDs or computer chips. High purity...

Im Focus: Blauer Phosphor – jetzt erstmals vermessen und kartiert

Die Existenz von „Blauem“ Phosphor war bis vor kurzem reine Theorie: Nun konnte ein HZB-Team erstmals Proben aus blauem Phosphor an BESSY II untersuchen und über ihre elektronische Bandstruktur bestätigen, dass es sich dabei tatsächlich um diese exotische Phosphor-Modifikation handelt. Blauer Phosphor ist ein interessanter Kandidat für neue optoelektronische Bauelemente.

Das Element Phosphor tritt in vielerlei Gestalt auf und wechselt mit jeder neuen Modifikation auch den Katalog seiner Eigenschaften. Bisher bekannt waren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Natürlich intelligent

19.10.2018 | Veranstaltungen

Rettungsdienst und Feuerwehr - Beschaffung von Rettungsdienstfahrzeugen, -Geräten und -Material

18.10.2018 | Veranstaltungen

11. Jenaer Lasertagung

16.10.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Ultraleichte und belastbare HighEnd-Kunststoffe ermöglichen den energieeffizienten Verkehr

19.10.2018 | Materialwissenschaften

IMMUNOQUANT: Bessere Krebstherapien als Ziel

19.10.2018 | Biowissenschaften Chemie

Raum für Bildung: Physik völlig schwerelos

19.10.2018 | Bildung Wissenschaft

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics