Spontan syntese af homogene polymernetværk

Nagoya-forskere udviklede en spontan polymernetværkssyntese, der gjorde det muligt at fremstille geler indeholdende polymerer med snæver molekylvægtfordeling. Gel-netværkene viste kvældningsegenskaber, der var følsomme over for temperatur og opløsningsmiddelkoncentration. Den rapporterede proces demonstrerer potentialet for let fremstilling af materialer af høj kvalitet, der udviser hele spektret af polymergelegenskaber, herunder langvarig frigivelse, stimuli reaktionsevne, og molekylær sigtning, blandt andre.

Polymergelmaterialer er blevet brugt bredt i medicin, civilingeniør, arkitektur og rumudforskning. Deres appel ligger i potentialet for at fremstille funktionelle materialer med ensartede egenskaber, via enkle og let reproducerbare metoder. Imidlertid, kompromiset mellem metodes enkelhed og optimeret materialeydelse betyder, at ikke alle gelmaterialer opfylder deres potentiale. Nu har en gruppe forskere ved Nagoya University etableret en proces, der kombinerer letheden ved en spontan proces med den høje molekylvægtskontrol, der kræves for at producere højtydende materialer. Deres resultater blev offentliggjort i NPG Asia materialer .

Den ligefremme karakter af polymergelpræparation gør dem attraktive til adskillige anvendelser. Imidlertid, Det kan være udfordrende at kontrollere reaktioner, så alle polymermolekylerne vokser til samme længde og derefter krydsbindes på en regelmæssig måde. Der kan opstå uoverensstemmelser i strukturen, og kortkædet forgrening kan forekomme under samlingen af ​​monomererne - som begge fører til materialer af lav kvalitet.

"Vi har demonstreret et system, der bruger forskelle i reaktionskinetik til at skabe meget konsistente materialer, ", siger den tilsvarende forfatter Yukikazu Takeoka." Ved at bruge en enkelt katalysator, der tillader kædevækst at fortsætte, før tværbinding begynder, vi har været i stand til at skabe netværk bestående af polymerer med snævre molekylvægtsfordelinger, simpelthen ved at blande de nødvendige reagenser."

Balancering af den hurtige polymerisation af en valgt monomer med en tilstrækkelig langsom tværbindingsproces resulterede i en spontan reaktion for at give en regelmæssig homogen matrix. Den stabile gel viste sig at udvise responsive egenskaber styret af både temperatur og opløsningsmiddelsammensætning.

"En indsnævring af molekylvægtsfordelingen af ​​polymerer i et gel-netværk fører til en mere konsistent, højtydende materiale, " siger hovedforfatter Yuto Jochi." Det er vores håb, at vi yderligere kan forfine vores reaktionsbetingelser for at skræddersy både polymerens molekylvægt og støkiometri for tværbinding, at producere fuldstændigt homogene netværk, der kan bruges i en række forskellige applikationer, såsom medicinafgivelse, og linser."

Denne spontane syntetiske vej til polymergelmatricer, der har den nødvendige homogenitet og kvalitet til at blive brugt i applikationer, der kræver forskellige funktioner såsom molekylær sigtning, høj mekanisk styrke, gennemsigtighed, stimuli reaktionsevne, og biokompatibilitet er et lovende skridt hen imod den udbredte anvendelse af polymergelmaterialer.