p Nanoestruturas que se montam a partir de moléculas de polímero podem ser ferramentas úteis na química e na indústria. Contudo, é difícil desenvolver materiais de automontagem estruturalmente robustos porque muitas vezes são afetados adversamente por seus arredores. p Muitos organismos naturais evoluíram para se proteger em ambientes hostis. Por exemplo, tipos de arquéias - microrganismos unicelulares que vivem em fontes termais - têm moléculas cíclicas em suas membranas celulares que formam escudos para preservar a célula sob calor extremo.

p Inspirado pelo uso da natureza de estruturas cíclicas, Takuya Yamamoto e colegas de trabalho do Departamento de Materiais Orgânicos e Poliméricos, Instituto de Tecnologia de Tóquio, aumentaram dramaticamente a estabilidade térmica e salina de estruturas poliméricas de automontagem, simplesmente mudando a forma dos polímeros fundadores de linear para cíclico.

p A equipe projetou novos copolímeros em bloco - estruturas que compreendem vários polímeros conectados por ligação covalente - que se automontam em formas chamadas de micelas (Fig.1). As micelas têm uma membrana externa hidrofílica (que atrai água), e um núcleo hidrofóbico (repelente de água).

p "Projetamos um copolímero em bloco anfifílico cíclico imitando as moléculas de gordura na membrana celular das arquéias, "explica Yamamoto." Os copolímeros lineares e cíclicos foram então usados ​​para criar micelas em forma de flor de automontagem idênticas. "A equipe descobriu que, embora a composição química, a concentração e as dimensões das micelas construídas a partir dos dois copolímeros em bloco de formatos diferentes permaneceram as mesmas, as micelas cíclicas foram capazes de resistir a temperaturas mais altas.

p "A micela de copolímeros em bloco cíclico resistiu a temperaturas até 40 ° C mais altas do que as micelas de base linear, "explica Yamamoto. Os pesquisadores descobriram que as extremidades da cauda dos copolímeros lineares eram mais propensas a se soltar da estrutura em forma de flor durante o aquecimento, permitindo que ocorra a ponte entre as micelas. Isso significa que as micelas se unem em uma bolha de aglomerado a uma temperatura relativamente baixa. As micelas criadas pelos copolímeros cíclicos, por outro lado, não tinha 'pontas soltas' para formar pontes, o que significa que as estruturas permaneceram estáveis ​​até temperaturas muito mais altas.

p As mesmas diferenças estruturais permitem uma maior tolerância às concentrações de sal nas micelas de base cíclica. As caudas soltas em micelas de base linear permitiram que a desidratação rápida ocorresse em ambientes altamente salinos, enquanto as estruturas cíclicas fechadas são estruturalmente mais fortes, tornando-os mais resistentes ao sal.

p "A combinação de altas concentrações de salting-out e resistência térmica significa que essas micelas têm inúmeras aplicações potenciais, "explica Yamamoto." As possibilidades incluem sistemas de entrega de drogas, onde o aquecimento não é possível e o sal fornece um método alternativo para controlar como uma micela responde a fim de liberar uma droga. "A equipe também espera que suas micelas possam fornecer a base para muitos novos materiais no campo da química verde, porque sua robustez estrutural é baseada puramente em sua forma, e não em reações químicas complexas.