A estratégia de switch Catalyst é a etapa principal na produção de um quarto de polímero tetrabloco cristalino de quatro componentes.

Ao fazer malabarismos com quatro reações químicas diferentes em um único frasco, pesquisadores da KAUST combinaram quatro polímeros para formar uma única substância multicristalina. Materiais que combinam perfeitamente vários polímeros potencialmente mesclam os melhores aspectos de cada material.

A nova abordagem versátil para a criação desses "polímeros multibloco multicristalinos, "desenvolvido por Nikos Hadjichristidis do KAUST Catalysis Center e sua equipe, em colaboração com Yves Gnanou, pode levar a uma nova família de materiais poliméricos avançados.

Os polímeros são moléculas de cadeia longa feitas conectando pequenas moléculas "unidades monoméricas, "como um colar de contas idênticas. Recentemente, pesquisadores desenvolveram maneiras de fazer copolímeros "duplo-cristalinos" nos quais uma parte da cadeia é feita de um tipo de monômero e a outra parte é feita de outro. "Copolímeros em bloco cristalino duplo têm inúmeras aplicações, como para armazenamento de energia, engenharia de tecidos e distribuição de medicamentos, "diz Viko Ladelta, um membro da equipe de Hadjichristidis.

Adicionar um número ainda maior de diferentes seções de polímero tem o potencial de produzir materiais com propriedades ainda mais avançadas. “Mas os procedimentos sintéticos são muito exigentes, "Ladelta explica." Era difícil realizar até mesmo a síntese de copolímeros em bloco cristalino duplo, devido à incompatibilidade dos monômeros e catalisadores. "A fabricação de materiais que incorporam quatro monômeros diferentes em quatro blocos quimicamente diferentes - quartos-polímeros de tetrabloco tetracristalinos - leva a uma incompatibilidade ainda maior.

Hadjichristidis e sua equipe desenvolveram um truque, chamada de troca de catalisador, para ajudar a superar o problema de incompatibilidade. A maioria dos catalisadores orgânicos usados ​​para uma reação de formação de polímero, chamada polimerização de abertura de anel, são ácidos ou bases. Ao adicionar um tipo de monômero à cadeia de polímero sob condições básicas, em seguida, ajustar o pH e usar um segundo catalisador para adicionar o próximo monômero, é possível criar polímeros multibloco em um único pote de reação. “Essa estratégia economiza tempo e também evita o risco de qualquer contaminação do polímero, "Ladelta diz.

O grupo de Hadjichristidis usou anteriormente a troca de catalisador entre catalisadores orgânicos para criar polímeros duplo-cristalinos e triplo-cristalinos. Agora, pela primeira vez, a equipe mostrou que é possível ajustar o pH, em seguida, mude de um catalisador orgânico para um metal, para fazer um quarto de polímero tetracristalino de tetrabloco.

"Nosso plano é expandir o escopo da estratégia de troca de catalisador para outros tipos de polimerização, "Ladelta diz." Vamos sintetizar polímeros multicristalinos mais complexos e colaborar com os físicos de polímeros para compreender as propriedades físicas que nos guiam em direção às aplicações no mundo real. "