Un equipo de investigación de la Universidad Estatal de Florida ha desarrollado métodos para manipular polímeros de una manera que cambie su estructura fundamental, allanando el camino para posibles aplicaciones en la entrega y liberación de carga, materiales reciclables, robots suaves que cambian de forma, antimicrobianos y más.

"Estamos haciendo que un polímero cambie completamente su arquitectura a través de una respuesta química, ", dijo el profesor asistente de química de la FSU, Justin Kennemur." En la naturaleza, esto también sucede. Piense en cómo una oruga se convierte en mariposa. La maquinaria celular cambia el diseño de los biopolímeros naturales y por ende sus propiedades. Eso es lo que estamos haciendo con los polímeros sintéticos ".

La investigación se publica en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense .

Los polímeros son materiales hechos de grandes cadenas moleculares compuestas por unidades repetidas químicamente similares. Tocan casi todas las partes de la vida cotidiana e incluyen materiales como plásticos, cauchos y geles y estructuras biológicas naturales como ADN y proteínas.

En el panorama general Kennemur está trabajando para desarrollar polímeros de alto rendimiento con propiedades superelásticas y supersuaves que podrían usarse como reemplazos de articulaciones o cartílagos. Para hacer eso, él y su equipo están explorando los límites de cómo los polímeros existentes responden a los estímulos y se pueden reorganizar para un mejor rendimiento.

Los polímeros que se "descomprimen" espontáneamente o se deterioran en respuesta a un estímulo externo han ganado el apoyo de los científicos por su uso potencial en una variedad de aplicaciones. Sin embargo, este deterioro espontáneo, llamado despolimerización, a menudo dificulta su ensamblaje en primer lugar.

Kennemur refinó un proceso para crear el polímero y hacer que se descomponga, cambiando completamente su estructura.

Kennemur y su equipo desarrollaron una estrategia termodinámica en la que sintetizan las macromoléculas a una temperatura más baja (alrededor de -15 a 0 grados Celsius) y luego estabilizan el polímero antes de calentarlo. A temperaturas más cálidas, los materiales podrían despolimerizarse con un evento desencadenante, la introducción de una cantidad catalítica del elemento rutenio, que provoca la descompresión del polímero.

"Realmente hemos invertido en aprovechar los principios termodinámicos fundamentales en la ciencia de los polímeros, y usamos esto para transformar las moléculas en una variedad de formas y químicas posibles, ", Dijo Kennemur." Es una forma de reciclar estos materiales, pero también es una forma de hacer que respondan y cambien su arquitectura. Hay muchas posibilidades divertidas con esto ".