Un team interdisciplinare di ricercatori ha sviluppato un potente strumento di modellazione matematica che consentirà ai ricercatori di prevedere le proprietà delle reti polimeriche prima ancora che vengano create.

Le reti di polimeri sono costituite da lunghe catene di molecole, come un filo di perle o spaghetti. Questo nuovo modello prevede le connessioni tra i fili simili a spaghetti.

Nello studio, pubblicato in Materiali della natura , i ricercatori dell'Università di Gent (UGent), QUT e la Stanford University, sviluppato il metodo per prevedere le proprietà dei polimeri.

Professor Dagmar R. D'hooge, di UGent, Belgio, dette reti polimeriche avevano molte applicazioni tra cui gomme, rivestimenti, adesivi, e cosmetici.

"Per la prima volta, questo è uno strumento predittivo per le proprietà dei materiali delle reti, dal più piccolo elemento costitutivo della molecola fino a quanto è duro il materiale, è resistente agli urti o è solo una macchia morbida, " disse il professor D'hooge.

Dott. De Keer, di UGent, ha affermato che lo strumento delineato nella ricerca è stato un aiuto nella progettazione di nuovi polimeri supermolecolari in aree come la somministrazione di farmaci, trasfezione genica e applicazioni biomediche.

Insieme al professor Dagmar R. D'hooge e al dottor De Keer, I ricercatori UGent coinvolti nello studio includono il professor Paul Van Steenberge, Professoressa Marie-Françoise Reyniers, Il professor Lode Daelemans e la professoressa Karen De Clerck.

Professor Christopher Barner-Kowollik, dal Centro per la scienza dei materiali di QUT, ha affermato che i ricercatori hanno sviluppato il modello utilizzando matematica avanzata e simulazioni molecolari, riunendo ricercatori della modellazione computazionale, chimica sintetica e scienza dei materiali.

"I recenti sviluppi della chimica hanno incluso proprietà non convenzionali come l'autoguarigione, conduttività e reattività agli stimoli nelle reti polimeriche, dando loro un grande potenziale in applicazioni avanzate come il riciclaggio, consegna farmaci, impalcature di ingegneria dei tessuti, stoccaggio del gas, catalisi e materiali elettronici, "Ha detto il professor Barner-Kowollik.

"Caratterizzare le reti di polimeri è un compito enorme, è davvero difficile.

"Qui stiamo facendo un vero passo avanti fondendo le competenze dalla modellazione teorica ai chimici sperimentali che forniscono esempi con cui è possibile testare il modello".

Il professor Barner-Kowollik ha affermato che l'ultimo sogno dei chimici sperimentali è avere un programma per computer che elimini l'ignoto dagli esperimenti.

"Immaginate se poteste avere un supercomputer che, anche prima di entrare in laboratorio, sarebbe in grado di dire quale sarebbe il probabile risultato, " Egli ha detto.

"Questo è un passo avanti verso questo."

Insieme al professor Barner-Kowollik, i ricercatori coinvolti nello studio includono il Dr. Hendrick Frisch e Daniel Kodura di QUT.

Il professor Reinhold Dauskardt della Stanford University si è detto "super entusiasta" del lavoro.

"Rappresenta un tour-de-force della chimica dei materiali fondamentali e dimostra cosa si può ottenere da un team internazionale con background diversi".

Il professor Dauskardt ha affermato che il lavoro "mostra come i mattoni molecolari possono essere assemblati sia temporalmente che spazialmente per creare strutture di materiali accurate, compresi i difetti e le risultanti relazioni struttura-proprietà".

"Questa combinazione di cinetica e assemblaggio spaziale molecolare non è stata raggiunta prima, "Ha detto il professor Dauskardt.