Polímeros degradables activados mecánicamente

Los polímeros degradables son deseables para reemplazar los polímeros orgánicos convencionales que persisten en el medio ambiente, pero a menudo sufren la escisión no intencionada de las funcionalidades degradables en la cadena del polímero, lo que disminuye las propiedades del polímero durante el almacenamiento y el uso regular. En este trabajo, informamos sobre una estrategia que combate la degradación no intencionada en los polímeros combinando dos estímulos de degradación comunes: mecánicos y ácidos, en una forma de "puerta AND". Se utiliza un mecanóforo de ciclobutano (CB) como una puerta mecánica para regular un cetal sensible al ácido que ha sido ampliamente empleado en polímeros degradables ácidos. Este cetal activado se incorpora además a la cadena del polímero. En presencia de un desencadenante ácido solo, el polímero virgen mantiene su integridad de cadena, y la entrega de altas fuerzas mecánicas solo mediante ultrasonido degrada el polímero a un peso molecular aparente límite de 28 kDa. Sin embargo, el tratamiento secuencial de ultrasonido seguido por ácido conduce a una disminución adicional de 11 veces en el peso molecular hasta 2.5 kDa. La evidencia experimental y computacional indica además que el cetal no activado posee una resistencia mecánica que es equivalente a las cadenas de polímeros convencionales. La espectroscopia de fuerza de molécula única (SMFS) revela que la fuerza necesaria para activar la puerta molecular CB en una escala temporal de 100 ms es aproximadamente 2 nN.