Spośród używanych na co dzień materiałów syntetycznych wiele nie jest przyjaznych dla środowiska. Jedne są szkodliwe dla roślin lub zwierząt, inne zawierają rzadkie pierwiastki, których dostępność w przyszłości może być ograniczona. Tworzywa organiczne, zawierające tylko pierwiastki powszechnie występujące, jak węgiel, wodór i tlen mogą wprawdzie rozwiązać problem wyczerpujących się zasobów naturalnych, jednak w procesie ich wytwarzania stosuje się toksyczne substancje.
Kierowana przez prof. Miriam Unterlass z Wydziału Chemii Technicznej WUT grupa badawcza ds. organicznych materiałów wysokowydajnych, stosuje metodę syntezy hydrotermicznej, w której zamiast trujących dodatków używa się gorącej wody. Za pomocą opatentowanej właśnie technologii udało się wytworzyć wysokowydajne polimery - tzw. "superplastiki", co stanowi przełom w kierunku zastosowań przemysłowych.
"W procesie syntezy hydrotermicznej poddajemy materiał wyjściowy działaniu wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia, rzędu 200 stopni Celsjusza i 17 barów (1700 kPa). W tak ekstremalnych warunkach można uniknąć stosowania toksycznych rozpuszczalników, w innych okolicznościach niezbędnych do produkcji polimerów" - wyjaśnia prof. Unterlass.
Pierwsze pozytywne rezultaty eksperymentów z syntezą hydrotermiczną Miriam Unterlass osiągnęła kilka lat temu, gdy udało się jej wytworzyć organiczne barwniki zwane polyimidami. Teraz grupa badawcza pod jej przewodnictwem dokonała ważnego kroku naprzód, syntetyzując różne rodzaje polimerów z dwóch klas wysokowydajnych materiałów syntetycznych - tzw. "super-plastików": polibenzymidazoli oraz polimerów pyrronowych.
Polibenzymidazole są stosowane np. jako membrany w ogniwach paliwowych, ponieważ są kwasoodporne nawet w wysokich temperaturach i mogą przewodzić protony. Włókna polibenzymidazolowe używane są również do produkcji odzieży ognioodpornej, np. kombinezonów ochronnych strażaków.
Z kolei doskonale stabilne polimery pyrronowe posiadają właściwości szczególnie interesujące w elektronice. Dlatego też nadają się do takich zastosowań, jak tranzystory czujników pola magnetycznego lub jako wydajny i wysoce odporny materiał elektrod w akumulatorach.
"Fakt, że polimery te mogą być wytwarzane w naszym procesie hydrotermicznym jest niezwykły, ponieważ w normalnych warunkach reakcje chemiczne, w których powstają te tworzywa, są wrażliwe na kontakt z wodą" - dodaje Miriam Unterlass.
