Polímeros aromáticos nus têm potencial para serem usados ​​em uma ampla gama de materiais funcionais e de alto desempenho. No entanto, sua síntese é dificultada pela baixa solubilidade de seus compostos originais. Cientistas da Universidade de Nagoya, no Japão, superaram esse problema sintetizando polímeros aromáticos nus usando um suporte dendrímero. Usando a alta solubilidade possibilitada pelo suporte dendrímero, os polímeros aromáticos nus podem ser transferidos com sucesso para outros materiais para criar híbridos únicos que têm potencial para se tornarem novos materiais funcionais.
Polímeros aromáticos são a plataforma de primeira escolha para materiais de próxima geração devido às suas propriedades ópticas, eletrônicas e mecânicas distintas, bem como à sua biocompatibilidade. Em particular, poli(para-fenileno)s (PPPs) e politiofenos (PTs) têm recebido um grande interesse devido ao seu alto desempenho como materiais condutores e luminescentes.

Como suas propriedades dependem criticamente de fatores estruturais, há muito interesse na síntese precisa de polímeros aromáticos. No entanto, devido a fortes interações intermoleculares π−π, os PPPs e PTs de origem são insolúveis a solventes sem quaisquer substituintes. Devido a este problema de solubilidade, a síntese direta, a análise de propriedades e a manipulação/transferência de materiais de polímeros aromáticos longos e nus permaneceram indescritíveis. PPPs nus só podem ser obtidos como agregados insolúveis, que são difíceis de analisar e usar.

Para resolver esse problema, uma equipe liderada pelo professor Kenichiro Itami e pelo professor associado designado Akiko Yagi, do Instituto de Biomoléculas Transformativas da Universidade de Nagoya, desenvolveu um método de pendurar polímeros aromáticos em um dendrímero que permite que polímeros aromáticos "nus" não substituídos em cadeia sejam manuseado em solução. Seus resultados foram publicados em Nature Communications .

Como os dendrímeros têm um grande número de grupos terminais em sua periferia, eles têm uma variedade de funções. "Nós assumimos que os polímeros aromáticos ligados a um dendrímero gigante podem ganhar alta solubilidade devido ao impedimento estérico que impede a agregação", diz Shusei Fujiki, o primeiro autor do artigo.

A síntese no dendrímero de polímeros aromáticos nus foi investigada usando uma técnica chamada polimerização por transferência de catalisador Suzuki-Miyaura. Usando esta técnica, foi alcançada a síntese de vários polímeros aromáticos nus, como PTs, PPPs, polifluoreno e copolímero em bloco.

Uma descoberta importante de sua pesquisa foi que eles também foram capazes de desvendar as propriedades fotofísicas da estrutura π-conjugada dos polímeros aromáticos nus, o que anteriormente era difícil devido à sua baixa solubilidade. O grupo também obteve polímeros aromáticos não substituídos pela liberação do suporte dendrímero por redução do grupo éster.

Notavelmente, devido à alta solubilidade trazida pelo suporte dendrímero, os polímeros aromáticos nus foram transferidos com sucesso para outros materiais, como sílica gel e proteína, para criar híbridos únicos que possuem propriedades semicondutoras orgânicas e têm potencial para se tornarem novos materiais funcionais. Seu estudo de prova de conceito também mostrou que o polímero aromático suportado por dendrímeros pode ser utilizado como um "reagente" para introduzir estruturas aromáticas não substituídas e insolúveis em outros materiais.

"A baixa solubilidade de polímeros aromáticos tem sido um problema de longa data na ciência. Esses polímeros aromáticos são de difícil acesso, mas é por isso que são fascinantes. Acreditamos que eles exibem propriedades intrigantes derivadas de cadeias principais nuas." diz Akiko Yagi, co-líder do projeto.

"Este trabalho abriu uma nova perspectiva na química de polímeros aromáticos. O destaque de nossa pesquisa é a transferência de polímeros aromáticos nus para outros materiais. Vários materiais híbridos com estruturas π-conjugadas nuas se tornarão acessíveis por nossa estratégia," diz Kenichiro Itami, líder do grupo de pesquisa. A equipe espera usar essa tecnologia para fazer uma variedade de materiais híbridos funcionais. + Explorar mais

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