Científicos del Instituto de Tecnología de Tokio, RIKEN y la Universidad de Tohoku han desarrollado una cadena de polímero de silicona que puede autoensamblarse en una estructura periódica tridimensional. Lo lograron mediante el uso de sus moléculas de tripticeno autoensamblado recientemente reportadas para modificar los extremos de las cadenas de polímero.

El desarrollo de nuevos materiales blandos para diversas ópticas, mecánico, El transporte de calor / carga y las aplicaciones nanotecnológicas se beneficiarían enormemente de las técnicas para crear conjuntos de polímeros en estructuras ordenadas periódicamente. Estas estructuras ordenadas se crean utilizando andamios moleculares o modificando ciertas partes de los polímeros utilizados para que se autoensamblen en la forma deseada.

Sin embargo, Los investigadores hoy en día consideran que la funcionalización terminal (modificando ambos extremos de una cadena de polímero) no es muy efectiva para crear estructuras periódicamente ordenadas. Es por eso que los científicos del Instituto de Tecnología de Tokio (Tokyo Tech), dirigido por Fumitaka Ishiwari, estaban interesados ​​en volver a visitar una de sus moléculas de tripticeno recientemente desarrolladas, llamado 1, 8, 13-Viaje. El equipo ya había demostrado que esta molécula puede autoensamblarse de manera confiable en una estructura tridimensional periódica hecha de láminas bidimensionales paralelas separadas entre sí por una distancia fija (ver Fig. 1). "Estábamos interesados ​​en investigar si la poderosa capacidad de autoensamblaje de este motivo tripticeno también funcionaría en sistemas de polímeros, "explica Ishiwari.

Por lo tanto, el equipo diseñó cadenas de polidimetilsiloxano (PDMS) con los extremos reemplazados por una molécula de tripticeno. Esperaban que estas cadenas de silicona modificadas también exhibieran el comportamiento de autoensamblaje prometedor observado para 1, 8, 13-Viaje solo, y por lo tanto tuvo que ejecutar muchos experimentos diferentes para probarlo, incluyendo difracción / dispersión de rayos X de radiación sincrotrón utilizando la línea de luz BL45XU en SPring-8 (Hyogo, Japón), Calorimetría diferencial de barrido y mediciones espectroscópicas. Afortunadamente, todos los resultados parecían indicar que las cadenas de PDMS modificadas se habían autoensamblado en la estructura periódica tridimensional mostrada en la Fig. 2. Esto también se verificó analizando las diferencias en las características de flujo de las cadenas de PDMS modificadas y las cadenas de PDMS regulares.

Los hallazgos del equipo son muy prometedores porque el motivo tripticeno utilizado es simple y fácil de sintetizar a través de pasos cortos. y puede proporcionar una herramienta poderosa para organizar polímeros y reforzar sus propiedades estructurales y físicas. "El presente hallazgo actualizará la noción general de que la funcionalización terminal no es efectiva para lograr el ensamblaje controlado de polímeros en una estructura ordenada periódicamente, ", concluye Ishiwari. El equipo continuará investigando la autoorganización de los polímeros, y se espera que los resultados conduzcan al desarrollo de nuevos materiales y técnicas de síntesis.

El profesor Masaki Takata de la Universidad de Tohoku atribuyó el éxito del estudio a los esfuerzos de colaboración del Centro de Investigación Conjunta de la Red para Materiales y Dispositivos y la instalación de Radiación Sincrotrón a gran escala. PRIMAVERA-8, gestionado por RIKEN. Añadió que "es de esperar que esto también desencadene una gran demanda de más materiales de alta calidad, que se puede desarrollar en la instalación de sincrotrón 3GeV de próxima generación, debe comenzar la construcción en la Universidad de Tohoku el próximo año ".