Polímeros ramificados, polímeros que parecem pequenos galhos de árvores, têm um potencial significativo para filtragem de água, campo biomédico, nanoeletrônica e outras aplicações. Os pesquisadores agora encontraram uma maneira melhor de criar com eficiência essas estruturas únicas.
Liderado pelo laboratório de Mingjiang Zhong, professor assistente de química e engenharia ambiental e química, o estudo agora está publicado em Chem .

Os polímeros, que são feitos de unidades repetidas de pequenas moléculas para formar uma molécula maior, têm várias estruturas. Zhong se concentra no desenvolvimento de polímeros com ramificações, ou cadeias laterais, que possuem suas próprias ramificações. Uma estrutura de polímero com maior grau de ramificação significa que possui uma maior densidade de funcionalidade sem ocupar mais espaço.

Há alguns anos, Zhong desenvolveu um processo para fazer essas estruturas, também conhecidas como polímeros dendríticos. Seu potencial foi limitado, porém, pelo processo de pequena escala e eficiência moderada de sintetizá-los. Agora, com uma combinação de experimentos mecanicistas e simulações de computador, seu laboratório pode fazê-los de forma mais eficiente e com mais controle. Com este processo, eles podem ser desenvolvidos em um ambiente industrial. É um passo necessário para levar esses polímeros além da pesquisa fundamental e colocá-los em uso para aplicações práticas.

"Queremos sintetizar polímeros de ramos bem controlados porque queremos imitar alguns biossistemas que têm estruturas muito precisas", disse Mengxue Cao, estudante de pós-graduação no laboratório de Zhong e principal autor do estudo. "Nosso método pode garantir um comprimento de polímero controlado e número de ramificações."

Grande parte do sucesso do trabalho veio da otimização do método de conversão de monômeros, as pequenas moléculas que compõem os polímeros. Cao disse que agora podem converter os monômeros com três vezes mais eficiência.

Além de conduzir experimentos de laboratório, os pesquisadores desenvolveram simulações cinéticas, nas quais consideraram os dados propostos para ver "como podemos tornar a molécula mais controlada e como podemos potencialmente diminuir a concentração do catalisador".

Cao disse que, com um processo escalável desenvolvido, o laboratório agora está procurando usar esses materiais exclusivos, talvez começando com a filtragem de água.

“Já temos uma grande biblioteca de monômeros que queremos polimerizar, o que significa que podemos fazer diferentes materiais funcionais com estruturas ramificadas, então o próximo passo pode ser colocar essas coisas em aplicações reais”, disse ela. + Explorar mais

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