A estrutura do pesadelo do encanador apresenta-se como um conjunto onde todas as saídas parecem convergir para dentro – o pesadelo do encanador, mas uma singularidade antecipada para os pesquisadores, sugerindo traços distintivos divergentes dos materiais tradicionais. No entanto, esta intrincada configuração foi considerada inatingível, beirando o reino do impossível.



Recentemente, uma equipa de investigação da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang (POSTECH) descobriu pistas de fins minúsculos negligenciados, transformando este sonho em realidade. A revista Ciência não apenas publicou esta pesquisa, mas também a destacou como um artigo, despertando considerável interesse nos círculos acadêmicos.

Professor Moon Jeong Park e Ph.D. o candidato Hojun Lee, do Departamento de Química da POSTECH, deu vida a nanoestruturas de copolímeros em bloco (BCPs), que anteriormente eram apenas imaginadas.

BCPs representam polímeros construídos ligando blocos de um monômero a blocos de outro. Capazes de automontagem, os BCPs criam diversas estruturas em nanoescala, encontrando aplicações generalizadas em campos que abrangem semicondutores e medicina.

Estudos recentes têm explorado vigorosamente comparações em propriedades ópticas e mecânicas baseadas na estrutura do BCP. No entanto, à medida que as estruturas se tornam mais complexas, a sua estabilidade termodinâmica diminui, colocando desafios consideráveis ​​na sua produção.

Entre essas estruturas, o pesadelo do encanador, exibindo empacotamento medial das extremidades da cadeia polimérica, destaca-se como uma formação imensamente complexa e distinta. Embora os exemplos reais de sua manifestação estivessem ausentes, levantou-se a hipótese de possuir características ópticas e mecânicas únicas devido à sua estrutura de canal distinta, diferenciando-o de outras nanoestruturas.

Nesta pesquisa inovadora, a equipe desafiou as expectativas ao transformar o impossível em possível. Embora a maioria das pesquisas tenha se concentrado nas principais cadeias poliméricas que constituem os BCPs, os pesquisadores mudam seu foco para as extremidades das cadeias imperceptíveis, menos de um por cento.

Eles criaram BCPs funcionalizados di-end, ligando diferentes moléculas a cada extremidade da cadeia polimérica. Consequentemente, as extremidades da cadeia de polímero exibiram atração mútua robusta, fazendo com que todas as caudas de polímero se aglutinassem para dentro, marcando a realização bem-sucedida da equipe da estrutura de pesadelo do encanador, a primeira conquista do mundo.

Além disso, a equipe produziu com sucesso uma série de estruturas BCP que até então permaneciam enigmáticas, incluindo estruturas giroides e de diamante. Esta realização na materialização de estruturas do PCN anteriormente confinadas aos domínios da imaginação e da teoria constitui um feito significativo.

É digno de nota que a importância deste estudo reside na conclusão de que estruturas complexas podem ser realizadas de forma estável quando existem forças potentes nas extremidades, apesar dos diversos ajustes feitos na composição do polímero BCP e nas propriedades químicas da cadeia principal. Isto sugere a aplicabilidade universal e adaptabilidade desta pesquisa para estudos futuros focados no desenvolvimento de diversas nanoestruturas poliméricas de estrutura composta.

A professora Alisyn J. Nedoma, da Universidade de Sheffield, especialista na área de BCP, comentou no Science comentário:"Ele estabelece as bases para o projeto de novas nanoestruturas BCP", avaliando a relação custo-benefício potencial na criação de nanoestruturas com as características desejadas.

O líder do estudo, professor Moon Jeong Park, explicou:"Esta pesquisa nos permitiu estabelecer um método para desenvolver estruturas de rede personalizadas em polímero BCP. Servirá como uma plataforma para a elaboração de polímeros BCP com diversas propriedades em aplicações de nanotecnologia."

Mais informações: Hojun Lee et al, Estruturas de pesadelo de encanadores termodinamicamente estáveis ​​em copolímeros em bloco, Ciência (2024). DOI:10.1126/science.adh0483
Alisyn J. Nedoma, Criando o "pesadelo do encanador", Ciência (2024). DOI:10.1126/science.adn0168

Informações do diário: Ciência

Fornecido pela Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang