Uma equipe de pesquisa da Florida State University desenvolveu métodos para manipular polímeros de uma forma que muda sua estrutura fundamental, pavimentando o caminho para aplicações potenciais na entrega e liberação de cargas, materiais recicláveis, robôs macios que mudam de forma, antimicrobianos e muito mais.

"Estamos fazendo um polímero mudar completamente sua arquitetura por meio de uma resposta química, "disse o professor assistente de química da FSU, Justin Kennemur." Na natureza isso também acontece. Pense em como uma lagarta se transforma em borboleta. A maquinaria celular muda o design dos biopolímeros naturais e, portanto, suas propriedades. Isso é o que estamos fazendo com polímeros sintéticos. "

A pesquisa é publicada no Jornal da American Chemical Society .

Os polímeros são materiais feitos de grandes cadeias moleculares compostas por unidades de repetição quimicamente semelhantes. Eles tocam quase todas as partes da vida cotidiana e incluem materiais como plásticos, borrachas e géis e estruturas biológicas naturais, como DNA e proteínas.

No quadro geral, A Kennemur está trabalhando para desenvolver polímeros de alto desempenho com propriedades superelásticas e supermacias que podem ser usados ​​como substitutos de articulações ou cartilagens. Fazer isso, ele e sua equipe estão explorando os limites de como os polímeros existentes respondem aos estímulos e podem ser reorganizados para um melhor desempenho.

Polímeros que espontaneamente "descompactam" ou se deterioram em resposta a um estímulo externo ganharam força dos cientistas para seu uso potencial em uma variedade de aplicações. Contudo, essa deterioração espontânea - chamada de despolimerização - muitas vezes torna difícil montá-los em primeiro lugar.

A Kennemur refinou um processo para criar o polímero e fazer com que ele se quebre, mudando completamente sua estrutura.

Kennemur e sua equipe desenvolveram uma estratégia termodinâmica em que sintetizam as macromoléculas em uma temperatura mais baixa - cerca de -15 a 0 graus Celsius - e então estabilizam o polímero antes de aquecê-lo. Em temperaturas mais quentes, os materiais podem despolimerizar com um evento desencadeador - a introdução de uma quantidade catalítica do elemento rutênio - que causa o descompactação do polímero.

"Nós realmente investimos no aproveitamento de princípios termodinâmicos fundamentais na ciência dos polímeros, e usamos isso para transformar as moléculas em uma variedade de formas e químicas possíveis, "Kennemur disse." É uma forma de reciclar esses materiais, mas também é uma maneira de fazer com que eles respondam e mudem sua arquitetura. Existem muitas possibilidades divertidas com isso. "