La struttura da incubo di Plumber si presenta come un assemblaggio in cui tutte le uscite sembrano convergere verso l'interno:l'incubo di un idraulico ma un'unicità anticipata per i ricercatori, suggerendo tratti distintivi divergenti dai materiali tradizionali. Tuttavia, questa complessa configurazione era ritenuta irraggiungibile, al limite dell'impossibile.
Recentemente, un gruppo di ricerca della Pohang University of Science and Technology (POSTECH) ha portato alla luce indizi provenienti da minuscole estremità trascurate, trasformando questo sogno in realtà. La rivista Scienza non solo ha pubblicato questa ricerca, ma l'ha anche messa in luce sotto forma di articolo, suscitando un notevole interesse all'interno dei circoli accademici.
Il professor Moon Jeong Park e il dottorato di ricerca. il candidato Hojun Lee del Dipartimento di Chimica di POSTECH ha dato vita a nanostrutture di copolimeri a blocchi (BCP), che in precedenza erano solo immaginabili.
I BCP rappresentano polimeri costruiti collegando blocchi di un monomero con blocchi di un altro. Capaci di autoassemblarsi, i BCP realizzano diverse strutture su scala nanometrica, trovando applicazioni diffuse in campi che vanno dai semiconduttori alla medicina.
Studi recenti hanno esplorato vigorosamente i confronti tra le proprietà ottiche e meccaniche basate sulla struttura BCP. Tuttavia, man mano che le strutture diventano più complesse, la loro stabilità termodinamica diminuisce, ponendo notevoli sfide nella loro produzione.
Tra queste strutture, l'incubo dell'idraulico, che mostra l'impaccamento mediale delle estremità della catena polimerica, si distingue come una formazione immensamente complessa e distintiva. Sebbene fossero assenti esempi nella vita reale della sua manifestazione, si ipotizzava che possedesse tratti ottici e meccanici unici grazie alla sua caratteristica struttura a canali, che lo distinguevano dalle altre nanostrutture.
In questa ricerca innovativa, il team ha sfidato le aspettative trasformando l’impossibile in possibile. Mentre la maggior parte della ricerca si è concentrata sulle principali catene polimeriche che costituiscono i BCP, i ricercatori spostano la loro attenzione sulle estremità poco appariscenti della catena, inferiori all'1%.
Hanno creato BCP funzionalizzati di-end collegando diverse molecole a ciascuna estremità della catena polimerica. Di conseguenza, le estremità della catena polimerica hanno mostrato una forte attrazione reciproca, provocando la fusione di tutte le code polimeriche verso l'interno, segnando la riuscita realizzazione da parte del team della struttura da incubo dell'idraulico, un primo risultato al mondo.
Inoltre, il team ha prodotto con successo una serie di strutture BCP che fino a quel momento erano rimaste enigmatiche, comprese le strutture giroidi e diamanti. Questo risultato nel materializzare strutture BCP precedentemente confinate nei regni dell'immaginazione e della teoria rappresenta un'impresa significativa.
Di particolare rilievo, il significato di questo studio risiede nella conclusione che strutture complesse possono essere realizzate stabilmente quando esistono forze potenti alle estremità, nonostante i diversi aggiustamenti apportati alla composizione del polimero BCP e alle proprietà chimiche della catena principale. Ciò suggerisce l'applicabilità universale e l'adattabilità di questa ricerca per studi futuri incentrati sullo sviluppo di diverse nanostrutture polimeriche a struttura composita.
La professoressa Alisyn J. Nedoma dell'Università di Sheffield, esperta nel campo della BCP, ha osservato su Science commento, "Getta le basi per la progettazione di nuove nanostrutture BCP", valutando il potenziale rapporto costo-efficacia nella creazione di nanostrutture con le caratteristiche desiderate."
Il responsabile dello studio, il professor Moon Jeong Park, ha spiegato:"Questa ricerca ci ha permesso di stabilire un metodo per sviluppare strutture di rete su misura nel polimero BCP. Servirà come piattaforma per creare BCP polimerici con diverse proprietà nelle applicazioni nanotecnologiche." /P>
Ulteriori informazioni: Hojun Lee et al, Strutture da incubo dell'idraulico termodinamicamente stabili in copolimeri a blocchi, Scienza (2024). DOI:10.1126/science.adh0483
Alisyn J. Nedoma, Creare "l'incubo dell'idraulico", Scienza (2024). DOI:10.1126/science.adn0168
Informazioni sul giornale: Scienza
Fornito dall'Università della Scienza e della Tecnologia di Pohang
