P.436218 Sposób otrzymywania warstwy polidopaminy alifatycznej
Twórcy: Maria Grzeszczuk, Aleksandra Zaręba

CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI:

Nasz sposób otrzymywania tzw. polidopaminy pierwotnej pozwala na uzyskanie warstwy jednolitej, o dużej powierzchni aktywnej (struktura nanowłókien), dużej wytrzymałości mechanicznej oraz odpornej na czynniki chemiczne (kwasy, alkohole, rozpuszczalniki organiczne, zasady). Polidopamina ta, jest odporna na działanie kwasu azotowego, siarkowego, czyszczenie elektrochemiczne w wodnym _H2SO4, czyszczenie mechaniczne za pomocą proszków Al₂O₃, oraz na roztwór Piranha i roztwory chlorkowe.

W związku z wysoką higroskopijnością i biokompatybilnością polidopaminy możliwe jest jej zastosowanie w obszarze około-medycznym jako składnika opatrunków do ran, oparzeń, obtarć, odleżyn; trudno poddającym się leczeniu stanom grzybicowym. Ogranicza rozwój bakterii i powstawanie uciążliwego odoru. Posiada właściwości antykorozyjne i jest biokompatybilna. Może więc stanowić doskonały materiał na implanty, np. zębowe.

ZALETY

• Tani, stosunkowo szybki i ekologiczny proces otrzymywania.
• Uzyskany materiał jest nierozpuszczalny w wodzie oraz rozpuszczalnikach organicznych.
• Powstaje ultra cienka powłoka przezroczysta.
• Materiał jest odporny na roztwór (H2SO4 + H2O2 ) i kwas siarkowy.
• Biokompatybilny.
• Materiał ma właściwości bakteriobójcze i grzybobójcze.
• Materiał wykazuje bardzo dobre właściwości elektrokatalityczne.
• Trwała mechanicznie powłoka.
• Materiał całkowicie polimerowy, organiczny.
• Możliwe pokrywanie powierzchni o różnym kształcie.
• Substraty oraz produkt są neutralne dla człowieka oraz środowiska.
• Materiały i stosowane metody są tanie.
• Nie wymaga użycia rozpuszczalników organicznych.
• Materiał łatwy w modyfikacji.
• Doskonała osnowa do kompozytów z nanometalami.

POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU:

Proces komercjalizacji tego wynalazku jest wieloetapowy, ze względu na rysujące się szerokie perspektywy zastosowań wymaga dodatkowych działań. W tym momencie wynalazek jest na etapie badań laboratoryjnych w skali mikro, mimo to już w tym momencie uwidacznia się wielostronność tego materiału. Materiał nie był badany mikrobiologicznie, ale opierając się na literaturze porównawczej należy oczekiwać właściwości bakteriobójczych. W związku z tym będą konieczne badania mikrobiologiczne oraz stosowne ekspertyzy niezbędne do uzyskania zezwolenia na wprowadzenia na rynek medyczny, spożywczy. Także koniecznie będzie, przeprowadzenie badań w kierunku właściwości antykorozyjnych w skali mikro i makro. Otrzymany materiał będzie kierowany przede wszystkim do wszystkich gałęzi przemysłu tam gdzie są powierzchnie metalowe do ochrony przed korozją oraz na rynek medyczny. Trudno przewidzieć na tym etapie wielkość nakładów finansowych na rozwój wynalazku ze względu na jego wielofunkcyjność.

ISTOTA WYNALAZKU:

Korozja jest zjawiskiem powodującym niszczenie różnorodnych materiałów, w szczególności konstrukcji i przedmiotów metalowych wykonanych zwłaszcza ze stali węglowej. Korozji, jako procesu korzystnego termodynamicznie, nie można zatrzymać, ponieważ metale występują naturalnie w postaci rud tlenkowych lub soli metali. Dla gospodarki, zapobieganie korozji jest procesem czasowo i kapitałochłonnym i w związku z tym wysoce kosztownym. Korozji nie da się wyeliminować całkowicie, co przyczynia się do zwiększenia kosztów utrzymywania konstrukcji metalowych w stanie zapewniającym ich właściwe funkcjonowanie oraz niezagrażającym zdrowiu i życiu człowieka. Proces korozji można jednak znacznie ograniczyć. Zastosowanie procesów elektrochemicznych w przeciwdziałaniu skutkom korozji jest naturalne i w pełni uzasadnione, ponieważ zmiana potencjału elektrodowego metali opóźnia ich utlenianie czyli korodowanie. Nasz sposób otrzymywania tzw. polidopaminy pierwotnej pozwala na uzyskanie warstwy jednolitej, o dużej powierzchni aktywnej (struktura nanowłókien), dużej wytrzymałości mechanicznej oraz odpornej na czynniki chemiczne (kwasy, alkohole, rozpuszczalniki organiczne, zasady). Polidopamina ta, jest odporna na działanie kwasu azotowego, siarkowego, czyszczenie elektrochemiczne w wodnym H₂SO₄, czyszczenie mechaniczne za pomocą proszków Al2O3, oraz na roztwór Piranha i roztwory chlorkowe.

W związku z wysoką higroskopijnością i biokompatybilnością polidopaminy możliwe jest jej zastosowanie w obszarze około-medycznym jako składnika opatrunków do ran, oparzeń, obtarć, odleżyn; trudno poddającym się leczeniu stanom grzybicowym. Ogranicza rozwój bakterii i powstawanie uciążliwego odoru. Posiada właściwości antybakteryjne, antykorozyjne i jest biokompatybilna. Może więc stanowić doskonały materiał na implanty, np. zębowe.

Z założenia nasz produkt – polidopamina alifatyczna, inaczej pierwotna, jest otrzymany z łatwo dostępnych na rynku krajowym materiałów, o umiarkowanych cenach, mało szkodliwych dla środowiska i generujących małą ilość odpadów. Ponadto, w jej otrzymywaniu, nie zastosowano żadnych domieszek metali ciężkich (kobalt, rtęć, kadm, ołów), metali ziem rzadkich, jak i nanocząstek metali szlachetnych budzących wiele naukowych kontrowersji. Nie stosowano także żadnych organicznych rozpuszczalników. Nasz wynalazek został otrzymany w temperaturze pokojowej, w standardowej trójelektrodowej komórce elektrochemicznej, w sposób niezwykle prosty. W trakcie otrzymywania materiału ma miejsce relatywnie niski pobór energii elektrycznej. Całkowity czas laboratoryjnej elektropolimeryzacji pojedynczej próbki materiału wynosi maksymalnie 10minut. W trakcie syntezy nie emitowano dwutlenku węgla oraz gazów trujących i nie składowano innych toksycznych odpadów.