Veel gangbare materialen zijn niet duurzaam. Sommige zijn schadelijk voor planten of dieren, andere bevatten zeldzame elementen die niet altijd zo gemakkelijk beschikbaar zullen zijn als nu. Een grote hoop voor de toekomst is om verschillende materiaaleigenschappen te bereiken door nieuwe organische moleculen te gebruiken. Organische hoogwaardige materialen die alleen gemeenschappelijke elementen bevatten zoals koolstof, waterstof of zuurstof zou ons hulpbronnenprobleem kunnen oplossen, maar hun bereiding is meestal allesbehalve milieuvriendelijk. Bij de synthese van dergelijke materialen worden vaak zeer giftige stoffen gebruikt, zelfs als het eindproduct zelf niet giftig is.

Bij de TU Wien wordt een andere benadering gevolgd:in de onderzoeksgroep voor organische hoogwaardige materialen, onder leiding van Prof. Miriam Unterlass aan de Faculteit Technische Chemie van de TU Wien, er wordt een geheel andere synthetische methode toegepast. In plaats van giftige toevoegingen, er wordt alleen warm water gebruikt. Er is nu een beslissende doorbraak bereikt:met het nieuwe proces zouden twee belangrijke klassen polymeren kunnen worden gegenereerd - een belangrijke stap op weg naar industriële toepassing van de nieuwe methode. De resultaten zijn nu gepubliceerd in het gerenommeerde tijdschrift Angewandte Chemie .

Hoge druk en hoge temperatuur

"We onderzoeken zogenaamde hydrothermische synthetische processen, " zegt Miriam Unterlass. "We werken bij hoge druk en hoge temperatuur in de orde van 17 bar en 200 °C. Zoals het blijkt, onder dergelijke extreme omstandigheden is het mogelijk om het gebruik van giftige oplosmiddelen te vermijden die anders nodig zouden zijn voor de productie van deze polymeren. De term "groene chemie" verwijst naar die methoden die het mogelijk maken om niet alleen de eindproducten, maar ook de synthetische processen in de chemische industrie milieuvriendelijker te maken.

Al een aantal jaren geleden, Miriam Unterlass behaalde met deze technologie de eerste positieve resultaten. "Het is ons gelukt, bijvoorbeeld, bij de productie van organische kleurstoffen, of polyimiden - kunststoffen die onmisbaar zijn in de luchtvaart- en elektronica-industrie. Dit wekte ook veel belangstelling van de industrie, " zegt Unterlass. "Maar nu hebben we een belangrijke stap voorwaarts gezet:we waren in staat om verschillende polymeervoorbeelden te synthetiseren uit twee zeer interessante klassen kunststoffen:polybenzimidazolen en pyrronpolymeren."

Nieuwe bereidingsprocessen voor superplastics

Polybenzimidazolen zijn, bijvoorbeeld, tegenwoordig gebruikt als membranen in brandstofcellen, omdat ze zelfs bij hoge temperaturen zuurbestendig zijn en ook protonen kunnen geleiden. Polybenzimidazoolvezels komen ook voor in brandwerende kleding zoals de beschermende pakken van brandweerlieden. “Dat laat al zien dat het echte superplastics zijn, ', zegt Unterlass.

Pyrron-polymeren, anderzijds, hebben naast hun uitstekende stabiliteit bijzonder interessante elektronische eigenschappen. Daarom, ze zijn geschikt voor toepassingen zoals veldeffecttransistoren of als krachtig en zeer resistent elektrodemateriaal in batterijen.

"Het feit dat deze polymeren kunnen worden bereid met behulp van ons hydrothermische proces, is opmerkelijk omdat onder normale omstandigheden de chemische reacties voor het genereren van deze kunststoffen gevoelig zijn voor water, ", zegt Miriam Unterlass. "Dit laat zien hoe veelbelovend onze methode is voor een breed scala aan toepassingen."