Designer polymerer efter behov

Når juvelerer laver en halskæde, de styrer rækkefølgen og antallet af hver perle eller juvel, de bruger til at danne et ønsket mønster. Det har været udfordrende for forskere at gøre det samme, når de designer polymerer - indtil nu. I ACS Central Science , forskere rapporterer om en ny metode, der bruger lys og kemiske reaktioner til at kontrollere, hvordan underenheder samles for at danne polymerer med præcise egenskaber.

Laboratoriefremstillede polymerer, der er lige så indflydelsesrige for det moderne liv som teflon, nylon og polyvinylchlorid (kendt som PVC) består af gentagne enheder af kun én slags molekyle, der tilsammen giver polymeren dens unikke fysiske egenskaber. Men naturen er fuld af designerpolymerer som DNA og proteiner, som er opbygget af forskellige underenheder spændt sammen, som kan kode information eller strukturelle træk. I tidligere forskning, Brett Fors og kolleger havde taget skridt til at efterligne naturens variation i laboratoriet for at skabe designerpolymerer ved hjælp af to fotokatalysatorer, der virkede, når enten blåt eller grønt lys skinnede på dem. Metoden var ikke særlig selektiv, så forskerne satte sig for at optimere strategien.

Holdet brugte blåt lys til at få en type monomer til at binde, og en kemisk stimulus (en oxidant) for at få en anden type monomer til at binde. Ved at skifte mellem lyset eller det kemiske tilsætningsstof, forskerne kunne selektivt vælge, hvilken underenhed der blev tilføjet til det voksende polymermolekyle. De viste, at de kunne skabe forskellige mønstre af polymerblokke langs kæden, hvis længde var afhængig af, hvor længe stimulus blev anvendt.

Forskerne foreslår, at denne tilgang vil forbedre on-demand kontrol over rækkefølge, struktur og arkitektur for mange forskellige polymerer.