Verdens længste flaskebørstepolymer nogensinde syntetiseret

NIMS og RIKEN er lykkedes med at syntetisere den længste flaskebørstepolymer nogensinde. Denne polymer - der ligner en grøn rævehale - er sammensat af en hovedkæde og adskillige sidekæder podet fra den. Holdet lykkedes også med at give forskellige kemiske egenskaber til den ultralange flaskebørstepolymer. Disse resultater forventes at fremme de nuværende syntetiske metoder til flaskebørstepolymerer væsentligt. Denne teknik kan være anvendelig til udvikling af fleksible og lavfriktions polymere materialer.

I udviklingen af ​​polymere materialer, det er nødvendigt at forbinde molekylære enheder med ønskede kemiske egenskaber, kaldet monomerer, til den ønskede længde. I denne sammenhæng, flaskebørstepolymerer tiltrækker opmærksomhed som en ny type polymermateriale, bestående af en enkelt hovedkæde og adskillige sidekæder, og det er muligt at designe polymerer med forskellige kemiske sammensætninger ved at vælge sidekæderne. På den anden side, konventionelle syntetiske metoder er begrænset til længder i størrelsesordenen flere hundrede nanometer, eller højst omkring 1 μm, på grund af problemer som monomerreaktivitet og tilstedeværelsen af ​​sporurenheder, og der er ingen præcedens for syntesen af ​​flaskebørstepolymerer længere end 2 μm.

Dette forskerhold lykkedes for nylig med at syntetisere den længste flaskebørstepolymer nogensinde ved at udtænke det molekylære design af monomeren som udgangsmateriale og bruge en enkelt krystal af monomeren til at etablere et polymerisationsmiljø med meget få urenheder. Længden nåede 7 μm, hvilket er cirka 3,8 gange længere end den hidtil længste værdi. Desuden, ved at kombinere to typer polymerisationsmetoder, forskerholdet lykkedes med at syntetisere flaskebørstepolymerer med fire typer sidekæder og samtidig bevare længden af ​​hovedkæden.

Brug af monomererne udviklet i denne forskning muliggør syntesen af ​​en række forskellige flaskebørstepolymerer med kontrolleret længde, diameter og kemiske egenskaber. Flaskebørstepolymerer kan bruges som overfladebelægning med lav friktion. Påføring af denne polymer på overfladerne af bevægelige maskindele, for eksempel, kan reducere energitab forårsaget af friktion. I fremtidige undersøgelser, vi planlægger at udvikle fleksible materialer med lav friktion ved at udnytte den ultralange flaskebørstepolymer.