Polymères dégradables à porte mécaniquement activée

Les polymères dégradables sont souhaitables pour remplacer les polymères organiques conventionnels qui persistent dans l'environnement, mais ils souffrent souvent de la scission involontaire des fonctions dégradables sur la chaîne polymère, ce qui diminue les propriétés du polymère pendant le stockage et l'utilisation régulière. Dans cet article, nous rapportons une stratégie qui combat la dégradation non intentionnelle des polymères en combinant deux stimuli de dégradation courants - déclencheurs mécaniques et acides - de manière "ET". Un mécanophore cyclobutane (CB) est utilisé comme une porte mécanique pour réguler un cétal sensible aux acides qui a été largement employé dans les polymères dégradables acides. Ce cétal à porte est ensuite incorporé dans la chaîne polymère. En présence d'un déclencheur acide seul, le polymère intact conserve son intégrité de chaîne, et l'application de fortes forces mécaniques par ultrasons dégrade le polymère à un poids moléculaire limite apparent de 28 kDa. Toutefois, le traitement séquentiel par ultrasons suivi d'acide conduit à une diminution supplémentaire de 11 fois du poids moléculaire à 2,5 kDa. Des preuves expérimentales et computationnelles indiquent en outre que le cétal non déclenché possède une résistance mécanique équivalente à celle des chaînes polymères conventionnelles. La spectroscopie de force à molécule unique (SMFS) révèle que la force nécessaire pour activer la porte moléculaire CB sur une échelle de temps de 100 ms est d'environ 2 nN.