Ao ganhar controle sobre a forma, tamanho e composição durante a montagem da molécula sintética, os pesquisadores podem começar a sondar como esses fatores influenciam a função dos materiais macios. Encontrar essas respostas pode ajudar no avanço da virologia, desenvolvimento de distribuição de medicamentos e criação de novos materiais.

"Abordamos este novo conceito de pesquisa não tentando resolver um problema, mas perguntando o que é possível quando se trata de síntese de moléculas moles, "disse Damien Guironnet, professor de engenharia química e biomolecular da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign e autor principal de um novo estudo. "E se pudéssemos obter controle sobre coisas como forma, tamanho e composição durante a síntese molecular - o que isso significa? "

As descobertas são relatadas no Proceedings of the National Academy of Science .

Por anos, os cientistas têm se esforçado para esclarecer como a forma e o tamanho das nanopartículas influenciam seu comportamento dentro do tecido vivo, disseram os pesquisadores. "O tamanho das moléculas sintéticas que estamos criando corresponde ao tamanho dos vírus, "disse Dylan Walsh, estudante de graduação em engenharia química e biomolecular e coautor do estudo. "As observações feitas a partir do controle desses fatores permitirão aos pesquisadores sondar esses tipos de questões."

A equipe combinou técnicas clássicas de síntese química e princípios básicos de engenharia química. Eles introduziram um controle preciso sobre a sequência de formação do polímero por meio da taxa de fluxo dos blocos de construção usados. Ao alterar a taxa de fluxo, o novo processo pode render matéria mole com arquiteturas únicas, disseram os pesquisadores.

"Usamos modelagem matemática para prever a forma, tamanho e composição das moléculas que criamos e usamos a síntese guiada por computador no laboratório para ajustar a taxa de fluxo das misturas que controlam a arquitetura do polímero, "Guironnet disse.

Os pesquisadores sentiram que não era suficiente simplesmente afirmar que eles podem fazer isso - eles precisavam provar isso.

"Nossa modelagem matemática não inclui quaisquer suposições, então não há realmente nada mais que possa ser formado além do que modelamos, mas a matemática não é algo que você pode ver, "Guironnet disse." A forma é algo que podemos ver, e pudemos verificar com imagens microscópicas que formamos polímeros consistentes com o que previmos. "

A equipe conseguiu isso com moléculas sintéticas que são solúveis em solventes orgânicos, mas o próximo passo será passar para as moléculas solúveis em água. "Se realmente quisermos entender melhor nossa resposta imunológica e melhorar a especificidade da entrega de drogas, precisamos que sejam solúveis em água para que possam funcionar em nossos corpos, "Guironnet disse.

Os pesquisadores vêem este trabalho como um grande passo em frente no avanço da ciência do polímero sintético de material macio.

"Temos acesso a novos blocos de construção, e agora podemos trabalhar para descobrir como podemos usar esses blocos para montar novos materiais em nível molecular, "Walsh disse." Nós pensamos nisso como brincar com Legos para ver como a forma dos blocos de construção individuais influencia o produto final. "