La estrategia de cambio de catalizador es el paso clave en la producción de un cuarto de polímero tetrabloque cristalino de cuatro componentes.

Haciendo malabares con cuatro reacciones químicas diferentes en un solo matraz, Los investigadores de KAUST han combinado cuatro polímeros para formar una única sustancia multicristalina. Los materiales que combinan a la perfección varios polímeros combinan potencialmente los mejores aspectos de cada material.

El nuevo enfoque versátil para crear estos "polímeros multicristalinos multibloque, "desarrollado por Nikos Hadjichristidis del KAUST Catalysis Center y su equipo, en colaboración con Yves Gnanou, podría dar lugar a una familia completamente nueva de materiales poliméricos avanzados.

Los polímeros son moléculas de cadena larga que se forman conectando unidades monoméricas de moléculas pequeñas, "como una cadena de cuentas idénticas en un collar. Recientemente, Los investigadores han desarrollado formas de fabricar copolímeros "doble cristalinos" en los que una parte de la cadena está hecha de un tipo de monómero y la otra parte está hecha de otro. "Los copolímeros de bloque de doble cristalino tienen innumerables aplicaciones, como para el almacenamiento de energía, ingeniería de tejidos y administración de fármacos, "dice Viko Ladelta, miembro del equipo de Hadjichristidis.

Agregar un número aún mayor de secciones de polímero diferentes tiene el potencial de producir materiales con propiedades aún más avanzadas. "Pero los procedimientos sintéticos son muy exigentes, "Explica Ladelta." Era difícil realizar incluso la síntesis de copolímeros de bloque de doble cristalino, debido a la incompatibilidad de los monómeros y catalizadores. "La fabricación de materiales que incorporan cuatro monómeros diferentes en cuatro bloques químicamente diferentes (cuartos de polímero tetrabloque tetracristalinos) conduce a una incompatibilidad aún mayor.

Hadjichristidis y su equipo han desarrollado un truco, llamado cambio de catalizador, para ayudar a superar el problema de incompatibilidad. La mayoría de los catalizadores orgánicos que se utilizan para una reacción de formación de polímeros, llamada polimerización por apertura de anillo, son ácidos o bases. Al agregar un tipo de monómero a la cadena del polímero en condiciones básicas, luego ajustando el pH y usando un segundo catalizador para agregar el siguiente monómero, es posible crear polímeros multibloque en un solo recipiente de reacción. "Esta estrategia ahorra tiempo y también evita el riesgo de contaminación del polímero, "Dice Ladelta.

El grupo de Hadjichristidis ha utilizado anteriormente el cambio de catalizadores entre catalizadores orgánicos para crear polímeros de cristal doble y triple cristalino. Ahora, por primera vez, el equipo ha demostrado que es posible ajustar el pH, luego cambie de un catalizador orgánico a uno metálico, para hacer un cuartopolímero tetrabloque tetracristalino.

"Nuestro plan es ampliar el alcance de la estrategia de cambio de catalizador a otros tipos de polimerización, ", Dice Ladelta." Sintetizaremos polímeros multicristalinos más complejos y colaboraremos con los físicos de polímeros para comprender las propiedades físicas que nos guiarán hacia aplicaciones del mundo real ".