Hideto Tsuji, professor na Toyohashi University of Technology, e seus colegas fizeram uma descoberta mundial da ação de 'cola molecular' de uma molécula em hélice anti-horário para colar duas moléculas helicoidais em sentido horário estruturalmente diferentes. Esta descoberta foi anunciada em 24 de março em Relatórios Científicos . Antes, era impossível ligar dois polímeros enrolados na mesma direção. Consequentemente, o grau de liberdade na combinação de polímeros aumentou, e o desenvolvimento de novos materiais poliméricos com várias propriedades tornou-se possível.

O grupo de pesquisa liderado pelo professor Hideto Tsuji conduz pesquisas básicas e aplicadas sobre polímeros biodegradáveis ​​derivados de recursos renováveis, como milho ou amido de batata. O grupo estuda principalmente um polímero biodegradável típico de poli (ácido lático). O poli (ácido láctico) é hidrolisado e degradado no corpo humano e o ácido láctico resultante é metabolizado sem causar efeitos adversos ao corpo. Por causa dessa vantagem, poli (ácido láctico) é usado em aplicações médicas como um material de suporte para regeneração de tecidos e também em aplicações ambientais.

O poli (ácido láctico) contém um carbono assimétrico e, portanto, ocorre como enantiômero L ou D, nomeadamente poli (ácido L-láctico) ou poli (ácido D-láctico) (Fig. 1). Uma vez que a interação entre diferentes enantiômeros (ou seja, entre L e D) é mais forte do que entre os mesmos enantiômeros (por exemplo, entre D e D), a combinação dos dois enantiômeros resulta na cocristalização de um enantiômero L e um enantiômero D (esse fenômeno também é chamado de formação de estereocomplexo). O estereocomplexo tem um ponto de fusão mais alto, melhores propriedades mecânicas, e maior resistência ao calor e resistência à hidrólise do que aqueles de seus enantiômeros constituintes, e, portanto, o estereocomplexo pode ter aplicações mais amplas do que aquelas de materiais biodegradáveis ​​convencionais. Sob essas circunstâncias, A formação de estereocomplexo entre poli (ácido láctico) tem sido pesquisada ativamente nos últimos anos.

L-poli (ácido lático) é helicoidal no sentido anti-horário, e D-poli (ácido láctico) é helicoidal no sentido horário. Portanto, o fato de que L-poli (ácido lático) e D-poli (ácido lático) formam um estereocomplexo juntos indica que uma molécula em hélice anti-horário e uma molécula em hélice horária são fortemente atraídas uma pela outra. Tsuji et al. também descobriram que a combinação dos enantiômeros L e D de poli (ácido 2-hidroxibutanóico) (Fig. 1) (um poli (ácido lático) com seu grupo metil substituído por um grupo etil) resulta na formação de estereocomplexo também. Além disso, há relatos sobre o mesmo fenômeno ocorrendo com poli (2-hidroxi-3-metilbutanóico ácido) (Fig. 1) (um poli (ácido lático) com seu grupo metil substituído por um grupo isopropil) e ocorrendo mesmo entre poli (ácido lático ) com diferentes cadeias laterais (por exemplo, entre L-poli (ácido láctico) e D-poli (ácido 2-hidroxibutanóico)). Todos esses fenômenos indicam a presença de forte interação entre uma molécula em hélice no sentido anti-horário e uma molécula em hélice no sentido horário.

Desta vez, Tsuji et al. descobriram a ação de uma molécula em hélice no sentido anti-horário para colar duas moléculas em hélice no sentido horário estruturalmente diferentes que não se ligam uma à outra de outra forma (Fig. 2). Esta descoberta indica que uma molécula em hélice no sentido horário também teria a ação de colar duas moléculas em hélice no sentido anti-horário estruturalmente diferentes que não se ligam uma à outra de outra forma. Por meio de experimentos usando D-poli (ácido lático), L-poli (ácido 2-hidroxibutanoico), e D-poli (ácido 2-hidroxi-3-metilbutanoico), Tsuji et al. descobriram pela primeira vez em todo o mundo que o L-poli (ácido 2-hidroxibutanóico) helicoidal anti-horário atua como "cola molecular helicoidal" para colar D-poli (ácido lático) no sentido horário helicoidal e D-poli (2-hidroxi) helicoidal no sentido horário Ácido -3-metilbutanóico) e, assim, co-cristaliza essas duas moléculas D, apesar de que essas duas geralmente não co-cristalizam. Essa descoberta abriu a porta para a ligação de vários polímeros que são enrolados na mesma direção. Agora que o grau de liberdade na combinação de polímeros aumentou, o desenvolvimento de novos materiais poliméricos com várias propriedades tornou-se possível.