Hideto Tsuji, profesor de la Universidad Tecnológica de Toyohashi, y sus colegas han hecho un descubrimiento mundial de la acción de 'pegamento molecular' de una molécula helicoidal en sentido antihorario para unir dos moléculas helicoidales en sentido horario estructuralmente diferentes. Este descubrimiento fue anunciado el 24 de marzo en Informes científicos . Unir dos polímeros enrollados en la misma dirección antes era imposible. Como consecuencia, el grado de libertad en la combinación de polímeros ha aumentado, y se ha hecho posible el desarrollo de nuevos materiales poliméricos con diversas propiedades.

El grupo de investigación liderado por el profesor Hideto Tsuji realiza investigaciones básicas y aplicadas sobre polímeros biodegradables derivados de recursos renovables como el maíz o la fécula de patata. El grupo estudia principalmente un polímero poli (ácido láctico) biodegradable típico. El poli (ácido láctico) se hidroliza y degrada en el cuerpo humano y el ácido láctico resultante se metaboliza sin causar efectos adversos al cuerpo. Debido a esta ventaja, El poli (ácido láctico) se utiliza en aplicaciones médicas como material de andamio para la regeneración de tejidos y también en aplicaciones medioambientales.

El poli (ácido láctico) contiene un carbono asimétrico y, por lo tanto, se presenta como enantiómero L o D, a saber, poli (ácido L-láctico) o poli (ácido D-láctico) (Fig. 1). Dado que la interacción entre diferentes enantiómeros (es decir, entre L y D) es más fuerte que entre los mismos enantiómeros (por ejemplo, entre D y D), la combinación de los dos enantiómeros da como resultado la cocristalización de un enantiómero L y un enantiómero D (este fenómeno también se denomina formación de estereocomplejos). El estereocomplejo tiene un punto de fusión más alto, mejores propiedades mecánicas, y mayor resistencia al calor y a la hidrólisis que las de sus enantiómeros constituyentes, y por tanto el estereocomplejo puede tener aplicaciones más amplias que las de los materiales biodegradables convencionales. Bajo estas circunstancias, La formación de estereocomplejos entre poli (ácido láctico) se ha investigado activamente en los últimos años.

L-poli (ácido láctico) es helicoidal en sentido antihorario, y el D-poli (ácido láctico) es helicoidal en el sentido de las agujas del reloj. Por lo tanto, el hecho de que L-poli (ácido láctico) y D-poli (ácido láctico) formen un estereocomplejo juntos indica que una molécula helicoidal en sentido antihorario y una molécula helicoidal en sentido horario se atraen fuertemente entre sí. Tsuji y col. también han descubierto que la combinación de los enantiómeros L y D del poli (ácido 2-hidroxibutanoico) (Fig. 1) (un poli (ácido láctico) con su grupo metilo reemplazado por un grupo etilo) también da como resultado la formación de estereocomplejos. Además, Hay informes sobre los mismos fenómenos que ocurren con el ácido poli (2-hidroxi-3-metilbutanoico) (Fig.1) (un poli (ácido láctico) con su grupo metilo reemplazado por un grupo isopropilo) y que ocurren incluso entre el poli (ácido láctico) ) con diferentes cadenas laterales (por ejemplo, entre L-poli (ácido láctico) y D-poli (ácido 2-hidroxibutanoico)). Todos estos fenómenos indican la presencia de una fuerte interacción entre una molécula helicoidal en sentido antihorario y una molécula helicoidal en sentido horario.

Esta vez, Tsuji y col. han descubierto la acción de una molécula helicoidal en sentido antihorario para pegar dos moléculas helicoidales en sentido horario estructuralmente diferentes que no se unen entre sí de otro modo (Fig. 2). Este hallazgo indica que una molécula helicoidal en sentido horario también tendría la acción de pegar dos moléculas helicoidales en sentido antihorario estructuralmente diferentes que no se unen entre sí de otra manera. A través de un experimento con D-poli (ácido láctico), Ácido L-poli (2-hidroxibutanoico), y ácido D-poli (2-hidroxi-3-metilbutanoico), Tsuji y col. han descubierto por primera vez en todo el mundo que el L-poli (ácido 2-hidroxibutanoico) helicoidal en sentido antihorario actúa como "pegamento molecular helicoidal" para pegar D-poli (ácido láctico) helicoidal en sentido horario y D-poli (2-hidroxi -3-ácido metilbutanoico) y, por lo tanto, co-cristaliza estas dos moléculas D a pesar de que estas dos normalmente no co-cristalizan. Este hallazgo ha abierto la puerta a la unión de varios polímeros que se enrollan en la misma dirección. Ahora que ha aumentado el grado de libertad en la combinación de polímeros, Se ha hecho posible el desarrollo de nuevos materiales poliméricos con diversas propiedades.