Polímeros, grandes moléculas compostas de moléculas menores repetidas chamadas monômeros, são encontrados em quase tudo que usamos em nosso dia-a-dia. Os polímeros podem ser naturais ou criados sinteticamente. Polímeros naturais, também chamados de biopolímeros, incluem DNA, proteínas e materiais como seda, gelatina e colágeno. Polímeros sintéticos compõem muitos tipos diferentes de materiais, incluindo plástico, que são usados ​​na construção de tudo, desde brinquedos a cabos de fibra industrial e pastilhas de freio.
Como os polímeros são formados através de um processo chamado polimerização, os monômeros são conectados por meio de uma cadeia. À medida que a cadeia se desenvolve, a estrutura do polímero determina suas propriedades físicas e químicas únicas. Os pesquisadores estão continuamente estudando polímeros, como eles se formam, como são estruturados e como desenvolvem essas propriedades únicas. Ao entender essas informações, os cientistas podem desenvolver novos usos para polímeros e criar novos materiais que podem ser usados ​​em uma ampla variedade de indústrias.

Em um artigo publicado na Nature Communications em 4 de maio, os pesquisadores descrevem uma nova estrutura encontrada em uma solução aquosa de um copolímero anfifílico, chamada mesofase lamelar dobrada em bicamada, que foi descoberta através de uma sequência aleatória de copolímeros.

"Uma nova mesofase é uma descoberta importante, pois mostra uma nova maneira de as moléculas se auto-organizarem", disse o professor Myungeun Seo, do Departamento de Química do KAIST. "Ficamos particularmente entusiasmados ao identificar essa fase lamelar dobrada em bicamada porque as membranas de bicamada pura são difíceis de dobrar termodinamicamente".

Os pesquisadores pensam que essa estrutura da mesofase vem da sequência dos monômeros dentro do copolímero. A maneira como os diferentes monômeros se organizam na cadeia que compõe um copolímero é importante e pode ter implicações no que o copolímero pode fazer. Muitos copolímeros são aleatórios, o que significa que sua estrutura depende de como os monômeros interagem entre si. Neste caso, a interação entre os monômeros hidrofóbicos associa as cadeias de copolímeros para ocultar o domínio hidrofóbico da água. À medida que a estrutura se torna mais complexa, os pesquisadores descobriram que uma ordem visível se desenvolve para que os monômeros possam ser combinados com o par certo.

“Enquanto tendemos a pensar que aleatório significa desordem, aqui mostramos que uma ordem periódica pode surgir espontaneamente da sequência aleatória de copolímeros com base em seu comportamento coletivo”, disse o professor Seo. "Acreditamos que isso vem do problema de correspondência de sequências:encontrar um par perfeitamente complementar para uma longa sequência é quase impossível."

Isso é o que cria a estrutura única dessa mesofase recém-descoberta. O copolímero se dobra espontaneamente e cria uma estrutura multilamelar que é separada por água. Uma estrutura multilamelar refere-se a dobras semelhantes a placas e as camadas dobradas se empilham umas sobre as outras. A mesofase resultante é birrefringente, o que significa que a luz refrata através dela, é semelhante ao cristalino líquido e viscoelástica, o que significa que é viscosa e elástica ao mesmo tempo.

Olhando para o futuro, os pesquisadores esperam aprender mais sobre essa nova mesofase e descobrir como controlar o resultado. Uma vez mais compreendido sobre a mesofase e como ela é formada, é possível que novas mesofases possam ser descobertas à medida que mais sequências forem pesquisadas. "Uma das questões óbvias para nós é como controlar a frequência de dobra e ajustar a altura da dobra, que estamos trabalhando atualmente para resolver. Em última análise, queremos entender como diferentes sequências multinárias podem se associar umas às outras para criar ordem e aplicar o conhecimento desenvolver novos materiais", disse o professor Seo. + Explorar mais

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