A nova técnica de ligação de moléculas pode ser imaginada como três vagões ferroviários distintos, cada um possuindo dois acopladores exclusivos em cada extremidade, permitindo apenas que eles sejam engatados em uma ordem particular. Crédito:Takeharu Haino
Polímeros manufaturados são onipresentes no mercado. Essas grandes moléculas são usadas para roupas sintéticas, borrachas e colas, e qualquer coisa feita de plástico. Contudo, as propriedades do material exibidas pelos polímeros feitos pelo homem dependem da ordem da sequência tomada pelas moléculas individuais que compreendem a cadeia do polímero. Por exemplo, uma cadeia de polímero composta por A, B, e as moléculas C podem potencialmente assumir a forma de A-B-C-B-A ou A-C-A-B-B etc. Cada polímero pode, portanto, ter propriedades muito diferentes.
Até agora, o cientista material confia em soluções de mistura, como um, B e C juntos, e observar a formação do polímero resultante, limitando severamente o desenvolvimento de novos materiais. Agora, O professor Takeharu Haino e o Dr. Takehiro Hirao, do departamento de química do HU, desenvolveram uma maneira de definir com precisão a ordem da cadeia de polímero, abrindo o potencial empolgante para projetar novos materiais.
Seguindo o exemplo da natureza, onde biopolímeros estruturalmente bem definidos são a norma, eles desenvolveram uma estratégia de auto-classificação que regula a ordem que as moléculas assumem ao formar polímeros de cadeia longa.
Graças aos pesquisadores da Universidade de Hiroshima, não precisamos mais depender de ligações químicas simples para determinar a materialidade do polímero. Crédito:Takeharu Haino
O novo processo de ligação de moléculas pode ser imaginado como três vagões de trem distintos, cada um possuindo dois acopladores exclusivos em cada extremidade que apenas permitem que sejam engatados em uma ordem específica. Quando a ordem correta é alcançada, um trem de comprimento ilimitado e regularidade completa é possível.
Três moléculas de monômero distintas foram sintetizadas no laboratório HU. Cada um é diferente do outro, e cada um deles possui dois locais de ligação distintos localizados em extremidades opostas das moléculas.
Soluções feitas dessas novas moléculas, misturado em etapas, formar soluções de dísticos. Molécula 1 ligada à molécula 2 para formar uma solução composta de 1-2 moléculas. Molécula 2 ligada à molécula 3 formando uma solução 2-3, e a molécula 3 ligada à molécula 1 para formar uma solução 3-1.
Quando esses 1-2, 2-3, e 3-1 moléculas acopladas foram então misturadas em solução, eles se auto-classificam para formar um polímero de cadeia longa na forma de 1-2-3-1-2-3, etc, uma sequência regular de polímero que é predeterminada e autoclassificada.
Seguindo o exemplo da natureza, onde biopolímeros estruturalmente bem definidos são a norma, Os pesquisadores do HU desenvolveram uma estratégia de auto-classificação que regula a ordem que as moléculas assumem ao formar polímeros de cadeia longa. Crédito:Takeharu Haino
Esta é uma forma completamente nova de fazer polímeros. Enquanto os polímeros sintéticos anteriores envolveram ligações covalentes simples em que as moléculas compartilham elétrons para ligá-los, este sistema usa extremidades "agarradoras" altamente específicas em cada molécula que se ligam a apenas um tipo de extremidade "pino" em outra molécula.
O professor Haino diz que o polímero resultante não é simplesmente uma molécula, mas um complexo molecular - uma supermolécula. Este novo método de produção de supermolécula prevê completa e precisamente a composição do produto final e pode ser manipulado e redesenhado para dar novos polímeros feitos pelo homem com propriedades que podem ser muito úteis para a sociedade.
