Le sovrastrutture polimeriche sono strutture autoassemblate formate dall'organizzazione spontanea di catene polimeriche. Queste strutture possono avere un'ampia gamma di forme e dimensioni, comprese sfere, aste e lamelle. Le proprietà delle sovrastrutture polimeriche dipendono dalla loro architettura, che è determinata dalle interazioni tra le catene polimeriche.
Il nuovo quadro teorico sviluppato dai ricercatori della Penn fornisce un modo per comprendere e prevedere il comportamento delle superstrutture polimeriche considerando l'energia libera del sistema. L'energia libera è una misura della stabilità termodinamica di un sistema e può essere utilizzata per determinare le condizioni in cui si formerà una particolare sovrastruttura.
I ricercatori hanno utilizzato il loro quadro teorico per studiare l'autoassemblaggio dei copolimeri a blocchi, che sono polimeri costituiti da due o più tipi diversi di unità monomeriche. I copolimeri a blocchi possono formare una varietà di sovrastrutture, a seconda della composizione del copolimero a blocchi e delle condizioni in cui viene assemblato.
I ricercatori hanno scoperto che il loro quadro teorico prevedeva accuratamente il comportamento dei copolimeri a blocchi e forniva anche nuove informazioni sui meccanismi di autoassemblaggio. Queste informazioni potrebbero essere utilizzate per progettare nuovi copolimeri a blocchi con proprietà su misura per una varietà di applicazioni, come la somministrazione di farmaci, l’ingegneria dei tessuti e lo stoccaggio di energia.
"Il nostro lavoro fornisce un nuovo modo di pensare alle superstrutture polimeriche", ha affermato Jian Qin, ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali della Penn e primo autore dello studio. "Crediamo che questo quadro teorico sarà uno strumento prezioso per comprendere e progettare questi materiali per un'ampia gamma di applicazioni."
Lo studio è stato sostenuto dalla National Science Foundation e dall’Esercito Research Office.
