La nuova tecnica di collegamento molecolare può essere immaginata come tre distinti vagoni ferroviari, ciascuno dotato di due accoppiatori unici alle due estremità, solo permettendo loro di essere agganciati in un ordine particolare. Credito:Takeharu Haino
I polimeri prodotti sono onnipresenti sul mercato. Queste grandi molecole sono utilizzate per indumenti sintetici, gomme e colle, e qualsiasi cosa fatta di plastica. Però, le proprietà del materiale esibite dai polimeri artificiali si basano sull'ordine di sequenza preso dalle singole molecole che compongono la catena polimerica. Per esempio, una catena polimerica composta da A, B, e le molecole C potrebbero potenzialmente assumere la forma di A-B-C-B-A o A-C-A-B-B ecc. Ogni polimero potrebbe quindi avere proprietà molto diverse.
Fino ad ora, scienziato dei materiali hanno fatto affidamento su soluzioni di miscelazione, come un, B e C insieme, e osservando la formazione del polimero risultante, limitando fortemente lo sviluppo di nuovi materiali. Ora, Il professor Takeharu Haino e il dottor Takehiro Hirao del dipartimento di chimica dell'HU hanno sviluppato un modo per definire con precisione l'ordine della catena polimerica, aprendo l'eccitante potenziale per progettare nuovi materiali.
Prendendo spunto dalla natura, dove i biopolimeri strutturalmente ben definiti sono la norma, hanno sviluppato una strategia di auto-smistamento che regola l'ordine che le molecole assumono quando formano polimeri a catena lunga.
Grazie ai ricercatori dell'Università di Hiroshima, non abbiamo più bisogno di fare affidamento su semplici legami chimici per determinare la materialità del polimero. Credito:Takeharu Haino
Il nuovo processo di collegamento delle molecole può essere immaginato come tre vagoni distinti, ciascuno dotato di due accoppiatori unici alle due estremità che consentono loro di essere agganciati solo in un ordine particolare. Quando viene raggiunto l'ordine corretto, è possibile un treno di lunghezza illimitata e di completa regolarità.
Tre distinte molecole di monomero sono state sintetizzate nel laboratorio HU. Ognuno è diverso dall'altro, e ciascuno possiede due distinti siti di legame situati alle estremità opposte delle molecole.
Soluzioni costituite da queste nuove molecole, mescolato in più fasi, formare soluzioni distico. La molecola 1 si lega alla molecola 2 per formare una soluzione composta da 1-2 molecole. Molecola 2 legata alla molecola 3 formando una soluzione 2-3, e la molecola 3 si è legata alla molecola 1 per formare una soluzione 3-1.
Quando questi 1-2, 2-3, e 3-1 molecole di distico sono state quindi miscelate in soluzione, si sono auto-selezionati per formare un polimero a catena lunga sotto forma di 1-2-3-1-2-3, eccetera, una sequenza polimerica regolare che è predeterminata e auto-ordinante.
Prendendo spunto dalla natura, dove i biopolimeri strutturalmente ben definiti sono la norma, I ricercatori di HU hanno sviluppato una strategia di auto-smistamento che regola l'ordine che le molecole assumono quando formano polimeri a catena lunga. Credito:Takeharu Haino
Questo è un modo completamente nuovo di produrre polimeri. Mentre i precedenti polimeri sintetici implicavano semplici legami covalenti in cui le molecole condividono gli elettroni per legarli insieme, questo sistema utilizza estremità "grabber" altamente specifiche su ciascuna molecola che si legano con un solo tipo di estremità "pin" su un'altra molecola.
Il professor Haino afferma che il polimero risultante non è semplicemente una molecola, ma un complesso molecolare, una supermolecola. Questo nuovo metodo di produzione di supermolecole prevede in modo completo e accurato la composizione del prodotto finale e può essere manipolato e riprogettato per fornire nuovi polimeri artificiali con proprietà che potrebbero rivelarsi molto utili per la società.
