Katalysatorskift betyder, at fire bliver til et

Katalysator switch-strategi er nøgletrinnet i produktionen af ​​en firekomponent krystallinsk tetrablock-kvartpolymer.

Ved at jonglere med fire forskellige kemiske reaktioner i en enkelt kolbe, forskere ved KAUST har kombineret fire polymerer til et enkelt multikrystallinsk stof. Materialer, der problemfrit kombinerer flere polymerer, smelter muligvis sammen de bedste aspekter af hvert materiale.

Den alsidige nye tilgang til at skabe disse "multikrystallinske multiblock -polymerer, "udviklet af Nikos Hadjichristidis fra KAUST Catalysis Center og hans team, i samarbejde med Yves Gnanou, kunne føre til en helt ny familie af avancerede polymermaterialer.

Polymerer er langkædede molekyler fremstillet ved at forbinde små molekylære "monomere enheder, "som en snor af identiske perler på en halskæde. For nylig, forskere har udviklet måder at lave "dobbeltkrystallinske" copolymerer, hvor den ene del af kæden er fremstillet af en slags monomer og den anden del er lavet af en anden. "Dobbeltkrystallinske blokcopolymerer har utallige anvendelser, f.eks. til energilagring, vævsteknik og medicinlevering, "siger Viko Ladelta, medlem af Hadjichristidis 'team.

Tilføjelse af et endnu større antal forskellige polymersektioner har potentiale til at producere materialer med endnu mere avancerede egenskaber. "Men de syntetiske procedurer er meget krævende, "Ladelta forklarer." Det var svært at udføre selv syntesen af ​​dobbeltkrystallinske blokcopolymerer, på grund af monomerer og katalysatorers inkompatibilitet. "Fremstilling af materialer, der inkorporerer fire forskellige monomerer i fire kemisk forskellige blokke-tetra-krystallinske tetrablock-kvartpolymerer-fører til endnu større inkompatibilitet.

Hadjichristidis og hans team har udviklet et trick, kaldet katalysatorskift, for at hjælpe med at overvinde inkompatibilitetsproblemet. De fleste organiske katalysatorer, der bruges til en polymerdannende reaktion, kaldet ringåbnende polymerisering, er enten syrer eller baser. Ved at tilføje en type monomer til polymerkæden under basiske betingelser, derefter justere pH og bruge en anden katalysator til at tilføje den næste monomer, det er muligt at oprette multiblock -polymerer i en enkelt reaktionspotte. "Denne strategi sparer tid og undgår også risikoen for kontaminering af polymeren, "Siger Ladelta.

Hadjichristidis's gruppe har tidligere brugt katalysatorskift mellem organiske katalysatorer til at skabe dobbeltkrystallinske og tredobbeltkrystallinske polymerer. Nu, for første gang, holdet har vist, at det er muligt at justere pH, skift derefter fra en organisk til en metalkatalysator, til fremstilling af en tetrakrystallinsk tetrablock -kvartpolymer.

"Vores plan er at udvide omfanget af katalysatoromskifterstrategien til andre former for polymerisering, "Ladelta siger." Vi vil syntetisere mere komplekse multikrystallinske polymerer og samarbejde med polymerfysikere for at forstå de fysiske egenskaber, der leder os mod virkelige applikationer. "