p Polímeros covalentes em dupla hélice - que são coleções em espiral de blocos de construção da natureza - são fundamentais para a própria vida, e ainda, apesar de décadas de pesquisa, os cientistas nunca foram capazes de sintetizá-los em sua totalidade como seus irmãos não helicoidais - até agora. p Cientistas, liderado por uma equipe da University of Colorado Boulder, decifraram o código, criando versões sintéticas dessas grandes moléculas semelhantes ao DNA pela primeira vez. Usando química covalente dinâmica, que é uma ferramenta de química criada por esses pesquisadores que se concentra em interações de ligação reversíveis com recursos de autocorreção, eles foram capazes de não apenas construir um polímero covalente helicoidal que rivaliza com a sofisticação daqueles encontrados na natureza, mas confirmar sua existência com certeza absoluta usando difração de raios-X de cristal único (um poderoso, forma não destrutiva de caracterizar monocristais usando luz).

p Anteriormente, os cientistas só conseguiram resolver partes individuais do quebra-cabeça. Esta nova descoberta foi divulgada na semana passada em Química da Natureza , no entanto, completa, potencialmente abrindo este campo crítico e pouco estudado para novas pesquisas que podem ter implicações em tudo, desde a criação de enzimas artificiais, que já obteve sucesso em várias aplicações médicas, à criação de materiais biomiméticos (materiais que imitam processos encontrados na natureza).

p "As pessoas raramente podem ver o que realmente está acontecendo nos polímeros sintéticos em termos de localizações espaciais de átomos, interações entre cadeias, como eles estão se ligando, como eles se entrelaçam e se enrolam no nível atômico, "disse Wei Zhang, autor do estudo e professor de química na CU Boulder. "Com monocristais, no entanto, podemos realmente visualizar experimentalmente o átomo, os laços, quanto tempo é, como eles interagem. É por isso que obter a estrutura de cristal único de um polímero é muito, grande coisa. "

p Polímeros são substâncias ou materiais formados pelo acúmulo de muitos materiais menores, unidades semelhantes (como glicose e aminoácidos) ligando-se naturalmente ou sinteticamente. Polímeros de ocorrência natural podem incluir seda, lã, DNA, proteínas, enzimas e celulose, enquanto os polímeros sintéticos são fabricados por cientistas ou engenheiros e incluem materiais como plásticos.

p Os polímeros sintéticos vêm em muitas formas, dependendo de sua construção - sejam eles lineares ou helicoidais, o número de fios, e o comprimento dos fios. Daqueles, polímeros helicoidais têm sido os mais desafiadores para os cientistas replicarem sinteticamente, com a fita dupla sendo a mais difícil de todas, até agora limitado a apenas oligômeros helicoidais curtos (um polímero com muito poucas unidades de repetição).

p Isso é, até esta nova pesquisa.

p Zhang e seus colegas puderam usar uma ferramenta química que foram pioneiros, química covalente dinâmica, para construir um polímero helicoidal covalente semelhante a DNA. Quando eles fizeram isso, a grande molécula não foi a única coisa que descobriram.

p Eles também encontraram cristais únicos.

p "Isso foi uma boa surpresa, "comentou Zhang." No final da reação, quando percebemos que havia alguns monocristais brilhantes no fundo do recipiente de reação, nós ficamos emocionados. Nós dissemos, "Uau! Ok, vamos dar a ele (difração de raios X) um tiro. "Obter um único cristal de um polímero é extremamente raro."

p Usando difração de raios-X síncrotron de cristal único, os pesquisadores foram capazes de confirmar, sem duvida, que eles criaram o que antes era impossível.

p Esta descoberta, no entanto, é apenas o começo para eles e para este campo crítico de estudo.

p Depois de mergulhar um pouco mais fundo na própria estrutura, os pesquisadores planejam brincar e explorar a própria estrutura, ver se eles podem fazer os próprios cristais ficarem maiores (no momento eles são bem pequenos), e se eles podem controlar a quiralidade, ou natureza espiral, do polímero, que pode ter amplas implicações para a catálise (processo de reação química utilizando catalisadores), transdução de sinal (como os sinais são enviados por toda a célula) e aplicações de detecção.

p "Há muito design racional, síntese, trabalho de relação estrutura-propriedade que precisamos fazer, "Zhang disse." Em última análise, queremos demonstrar que esta é uma plataforma muito poderosa para o design inteligente de materiais biomiméticos. "