Una sintesi ecologica e sostenibile di polimeri "pesanti" con distribuzioni di peso molecolare molto strette è un concetto importante nella moderna chimica dei polimeri. Grazie ad un nuovo processo fotoenzimatico, I ricercatori cinesi sono stati in grado di aumentare la gamma di possibili monomeri. Come riportato sulla rivista Angewandte Chemie , i ricercatori sono stati in grado di ottenere polimeri lineari ea forma di stella ben definiti con pesi molecolari ultraelevati.

Poiché molte proprietà dei polimeri dipendono fortemente dal peso molecolare, è desiderabile avere una distribuzione del peso molecolare quanto più stretta possibile. Polimeri di precisione con pesi molecolari ultra elevati (> 1 t/mol) sarebbero candidati interessanti per elastomeri ad alte prestazioni, idrogel a bassa concentrazione, materiali fotonici, rivestimenti durevoli, e agenti floccanti. Però, tali polimeri pesanti non sono facili da produrre con una distribuzione uniforme dei pesi molecolari. Le polimerizzazioni radicaliche in uso diffuso sono particolarmente difficili da controllare sotto questo aspetto. Metodi moderni, come la polimerizzazione RAFT (RAFT:trasferimento di catena addizione-frammentazione reversibile) offrono un grado di controllo significativamente più elevato mantenendo la concentrazione di radicali reattivi molto piccola. Un agente speciale reagisce in modo reversibile con le catene polimeriche in crescita per formare una specie non radicale. Ogni volta che l'intermedio si dissocia, si formano nuovi radicali attivi. Questo rallenta la reazione e si traduce in un tempo più lungo, catene polimeriche più uniformi.

I polimeri ultrapesanti con distribuzioni di peso strette erano in precedenza ottenibili solo da monomeri coniugati, cioè composti con almeno due doppi legami C=C separati da un singolo legame. Non è mai stato possibile realizzare tali polimeri da polimeri non coniugati il ​​cui gruppo vinilico (-CH=CH ₂ ) è legato direttamente a un atomo non di carbonio.

Zesheng An (Università di Jilin, Changchun) e Ruoyu Li (Shanghai University) hanno vinto questa sfida con un semplice, ecologico, Polimerizzazione RAFT basata sulla fotocatalisi enzimatica. L'enzima glucosio ossidasi (GOx) ossida il glucosio con l'ossigeno, riducendo il cofattore contenente flavina FAD a FADH ^- . Quest'ultimo funge da fotocatalizzatore quando irradiato con luce visibile, iniziando la reazione a catena dei radicali. GOx consuma l'ossigeno presente nella soluzione, un altro vantaggio perché l'ossigeno interrompe le polimerizzazioni radicaliche convenzionali e deve essere rimosso in anticipo. Gli agenti di propagazione della catena che usano sono gli xantati (derivati ​​dell'acido carbossilico contenenti zolfo).

I ricercatori hanno ottenuto polimeri lineari e a forma di stella ben definiti con una resa quasi quantitativa, così come vari copolimeri con pesi molecolari ultraelevati uniformi precedentemente irraggiungibili, a partire da monomeri non coniugati. La reazione, che offre un controllo eccezionale sulla composizione, peso molecolare, e architettura, è di semplice esecuzione e si svolge in condizioni miti (10 °C) in acqua.