I ricercatori di Nagoya hanno sviluppato una sintesi di reti polimeriche spontanee che ha consentito la preparazione di gel contenenti polimeri a stretta distribuzione del peso molecolare. Le reti di gel hanno mostrato proprietà di rigonfiamento che rispondevano alla temperatura e alla concentrazione del solvente. Il processo riportato dimostra il potenziale per una facile preparazione di materiali di alta qualità che mostrano l'intera gamma di proprietà del gel polimerico, compreso il rilascio prolungato, reattività agli stimoli, e setacciatura molecolare, fra gli altri.

I materiali in gel polimerico sono stati ampiamente applicati in medicina, Ingegneria Civile, architettura ed esplorazione dello spazio. Il loro fascino risiede nella possibilità di preparare materiali funzionali con proprietà coerenti, attraverso metodi semplici e facilmente riproducibili. Però, il compromesso tra semplicità del metodo e prestazioni ottimizzate del materiale significa che non tutti i materiali in gel soddisfano il loro potenziale. Ora un gruppo di ricercatori dell'Università di Nagoya ha stabilito un processo che combina la facilità di un processo spontaneo con l'elevato controllo del peso molecolare necessario per la produzione di materiali ad alte prestazioni. I loro risultati sono stati pubblicati in Materiali NPG Asia .

La natura semplice della preparazione del gel polimerico li rende interessanti per numerose applicazioni. Però, controllare le reazioni in modo che tutte le molecole di polimero crescano alla stessa lunghezza e quindi reticolino in modo regolare può essere difficile. Possono formarsi incongruenze nella struttura, e la ramificazione a catena corta può verificarsi durante l'assemblaggio dei monomeri, entrambi i quali portano a materiali di bassa qualità.

"Abbiamo dimostrato un sistema che utilizza differenze nella cinetica di reazione per creare materiali altamente coerenti, ", afferma l'autore corrispondente Yukikazu Takeoka. "Utilizzando un singolo catalizzatore che consente alla crescita della catena di procedere prima che inizi la reticolazione, siamo stati in grado di creare reti composte da polimeri con distribuzioni di peso molecolare strette, semplicemente mescolando i reagenti richiesti."

Il bilanciamento della rapida polimerizzazione di un monomero prescelto con un processo di reticolazione sufficientemente lento ha provocato una reazione spontanea per dare una matrice omogenea regolare. È stato dimostrato che il gel stabile mostra proprietà di risposta controllate sia dalla temperatura che dalla composizione del solvente.

"Restringere la distribuzione del peso molecolare dei polimeri in una rete di gel porta a una più coerente, materiale più performante, "L'autore principale Yuto Jochi afferma." La nostra speranza è di poter ulteriormente perfezionare le nostre condizioni di reazione per adattare sia il peso molecolare del polimero che la stechiometria della reticolazione, per produrre reti completamente omogenee che possono essere utilizzate in una varietà di applicazioni, come la consegna di farmaci, e lenti."

Questa via sintetica spontanea alle matrici di gel polimerico che hanno l'omogeneità e la qualità necessarie per essere utilizzate in applicazioni che richiedono caratteristiche diverse come il setacciamento molecolare, elevata resistenza meccanica, trasparenza, reattività agli stimoli, e la biocompatibilità è un passo promettente verso l'uso diffuso di materiali in gel polimerico.