Прикладная органическая химия: ПОЛИМЕРЫ, ПОДВЕРГАЮЩИЕСЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ДЕСТРУКЦИИ

Большинство полимерных материалов совершенно инертны и в естественных условиях окружающей среды не изменяются в течение очень длительного времени. Это свойство оказывается полезным, если речь идет о предметах длительного пользования. Однако стабильность полимеров оказывается нежелательным свойством, когда дело касается упаковочных материалов или изделий одноразового пользования. Возникает проблема загрязнения окружающей среды. Например, упаковочный полиэтилен (см. гл. 6), который в большом количестве выбрасывается на обочины дорог, остается там весьма длительное время. Полиэфиры и полиамиды также инертны и также засоряют окружающую среду. В связи с этим актуальной является задача синтеза полимеров, которые в природной среде подвергались бы биологической деструкции. Пакеты, изготовленные не из полиэтилена, а из такого полимера, будучи выброшенными, просто сгнивали бы за неделю или две.

Существуют весьма интересные идеи применения биоразрушаемых полимеров. Одна из них уже осуществлена в лесном хозяйстве. Биоразрушаемые полимеры используются для изготовления контейнеров с саженцами деревьев. Саженцы сбрасывают с самолета, а устройство контейнеров таково, что они при падении с высоты зарываются в землю. Затем полимер разлагается, давая возможность корням дерева расти. Такой способ посадки деревьев обходится дешевле, чем посадка вручную.

В настоящее время ученые активно работают над разработкой биоразрушаемых полимеров для различных целей, но пока еще нет реальной возможности начать применение таких полимеров. Однако несомненно, что у биоразрушаемых полимеров большое будущее.

Особенно полезными такие полимеры окажутся в сельском хозяйстве. Из биоразрушаемых полимеров можно будет делать, например,

пленку для временного укрытия почвы. Сейчас для этого используется полиэтилен. Полиэтиленовые листы кладут между рядами культурных растений, чтобы предотвратить рост сорняков и задержать влагу в почве. Но полиэтилен инертен, и эти листы приходится затем собирать с полей. Если бы они были изготовлены из биоразрушаемого полимера, они до следующей весны просто сгнивали бы.

Биоразрушаемые полимеры дадут возможность медленного и непрерывного внесения удобрений и пестицидов. Мелкораздробленный полимер, содержащий удобрение (или пестицид), в земле будет медленно разрушаться, выделяя полезное вещество. При этом можно будет ограничиться однократным внесением удобрений и пестицидов.

Точно так же биоразрушаемые полимеры можно будет использовать для медленного освобождения лекарств в организме. Образец такого полимера разработан в университете Мэриленда Вильямом Дж. Бейли. Возглавляемая им лаборатория занимается разработкой биоразрушаемых полимеров для конкретных прикладных целей. Созданное в лаборатории вещество представляет собой сополимер (полимер, состоящий из мономерных звеньев различных типов) глицина и 6-аминогексановой кислоты:

В то время, как найлон, также имеющий строение полиамида, инертен и не разрушается в окружающей среде, новый полимер подвергается полной биологической деструкции за две недели.