In Zukunft wird es viel einfacher , einige pharmazeutische Wirkstoffe und chemische Verbindungen , als der Fall war bisher zu produzieren. Ein internationales Team um Chemiker von der Max-Planck- Institut für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr haben verschiedene Katalysatoren auf Nylon in eine sehr einfache Weise immobilisiert. Katalysatoren vermitteln zwischen den Reagenzien in einer chemischen Reaktion und Steuerung des Prozesses, der zu dem gewünschten Endprodukt . Als Textilmaterial als Träger für die chemische Hilfsmittel eingesetzt wird, kann die Reaktion auf eine große Oberfläche , wodurch die Effizienz erhöhen fortzufahren. Einer der Katalysatoren, die in dieser Weise verwendet Forscher spielt eine wichtige Rolle bei der Synthese eines pharmazeutischen Mittels, das bisher nur in gelöster Form verwendet werden könnte , so dass der Herstellungsprozess sehr kompliziert und teuer. Immobilisierung dieses Katalysators auf Stoff vereinfacht die Produktion erheblich . Dieses Verfahren kann erwartet werden, ähnliche Vorteile für andere chemische Prozesse ergeben.
Funktionstextilien sind in der Regel zu verstehen , wie die Textilien verwendet werden, um winddichte Jacken, atmungsaktive Schuhe und besonders effektiv Thermo-Unterwäsche machen . Textilien, die " funktionalisierten " mit Hilfe von organischen Katalysatoren sind - konnte jedoch der Begriff bald auf etwas anderes beziehen . In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern von der Deutsches Textil in Krefeld und Sungkyunkwan Universität in Suwon , Korea, Forscher am Max-Planck- Institut für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr haben ein Verfahren zur Immobilisierung von verschiedenen organischen Katalysatoren auf Textilien mit Hilfe von UV entwickelt Licht. Das Gewebe wirkt dabei als Träger für die Stoffe , auf denen eine chemische Reaktion stattfindet .
Bisher hat die Wissenschaft mehr auf der makroskopischen Funktionalität von Textilien konzentriert , zum Beispiel Kleidung , erklärt Ji- Woong Lee , der kürzlich promovierte am Max-Planck- Institut für Kohlenforschung unter der Leitung von Benjamin List , Leiter des Instituts Homogene Katalyse -Gruppe. " Im Gegensatz dazu , kann unser Verfahren einfach Textilien geben mikroskopische Funktionalitäten ", so der koreanische Wissenschaftler. Zusammen mit seinen Kollegen , Lee bewaffneten Stücke aus Nylon mit Katalysatoren. Letztere kann als chemische Werkzeuge, die bei chemischen Reaktionen verschiedene Aufgaben erfüllen vorstellen.
Für ihre Tests verwendeten die Mühlheim - Forscher drei organischen Katalysatoren : eine Basis ( Dimethylaminopyridin DMAP) , eine Sulfonsäuregruppe und ein Katalysator, der sowohl als Säure und einer Base ausübt . Letzteres wird in der Pharmaindustrie verwendet, um eine Reaktion auf eine von zwei Produkten, die chemisch völlig identisch zu steuern. Beide Formen haben Spiegelbildstrukturen, wie eine linke und rechte Hand , aber nur eine Variante hat den gewünschten medizinischen Effekt . Bisher konnte der Katalysator, der diese Variante erzeugt nur in gelöster Form eingesetzt werden, und dann mußte wieder getrennt werden . Die komplizierte Trennverfahren könnte unter Verwendung eines Katalysators auf Stoff immobilisiert vermieden werden.
Zur Herstellung der Katalysatoren für die Nylon-Fasern zu befestigen, bestrahlt die Chemiker Textil auf dem ein Katalysator mit UV-Licht für fünf Minuten angelegt - aber nicht mehr , da sonst die Aktivität des Katalysators und dessen Immobilisierung auf der Nylon behindern . Ein vergleichbares Verfahren nicht bis heute existieren.
Die Katalysatoren , die praktisch mit dem Gewebe verwoben wurden , zeigten alle der Merkmale, die die Chemiker aus einem solchen System erwarten : das Ergebnis der chemischen Reaktionen, die die Wissenschaftler unternahm mit den KatalysatorbelasteteNylonstreifen ist beeindruckend. Alle drei Katalysatoren etwa 90 Prozent der Ausgangsmaterialien umgesetzt , um die gewünschten Produkte . Und der Katalysator , die in der pharmazeutischen Industrie verwendet wird, und aus zwei spiegelbildlichen Moleküle erzeugt eine einzige , eine Erfolgsquote von über 95 Prozent , ohne irgendwelche größere Anzeichen von Verschleiß . Ji- Woong Lee führte mehrere hundert Testläufe und festgestellt, dass die Katalysatoren verzichtet wenig von ihrer Funktionalität .
Im Vergleich mit anderen Arten der Immobilisierung von Katalysatoren " organotextile catalysis" hat mehrere Vorteile : Insbesondere stellt sie die Reagenzien mit einer größeren Oberfläche als andere Träger, beispielsweise Kunststoffkügelchen oder Folien - je größer die Oberfläche, desto effizienter eine Reaktion abläuft. Ferner ist Nylon flexible und sehr preiswert. Dry Textilien mit Katalysatoren beladen sind leicht zu transportieren , was bedeutet, dass es einfacher ist, die Anforderungen an einigen chemischen Prozessen, in denen es praktisch unmöglich, anspruchsvolle chemische Systeme einzurichten ist zu erfüllen. Zum Beispiel könnte organotextile Katalyse bei der Behandlung von Wasser in Positionen , wo die Menschen von der Wasserversorgung abgeschnitten helfen.
"Unser Verfahren ermöglicht die kostengünstige Produktion von langfristigen funktionalisierten Textilien , ohne dass eine Verschmutzung ", sagt Ji- Woong Lee . Er ist fest davon überzeugt , dass das Verfahren in verschiedenen wissenschaftlichen Bereichen angewendet werden - und industriellen Prozessen . "Neben der Chemie , könnten diese Biologie, den Materialwissenschaften und Pharmazie sind . "