Los científicos observan con frecuencia cómo se comportan las moléculas en la naturaleza para ayudarlos a diseñar procesos químicos. y eso es lo que hicieron los investigadores de QUT y de la Universidad de Ghent para crear una estructura de polímero tridimensional estabilizada con luz verde que se despliega cuando se deja en la oscuridad.

El equipo ha informado sobre este primer ejemplo mundial de reversible, proceso activado por luz para doblar polímeros en nanopartículas de una sola cadena en Ciencia química .

La investigación fue realizada por el autor principal y QUT Ph.D. estudiante Daniel Kodura, con el Dr. Hendrik Frisch, miembro del DECRA del Consejo Australiano de Investigación (ARC) de QUT, Dra. Anja Goldmann, Doctor. el estudiante Fabian Bloesser y el profesor Christopher Barner-Kowollik Laureate Fellow de ARC, del Laboratorio de Materiales de Materia Blanda en el Centro de Ciencia de Materiales de QUT, en colaboración con el profesor Filip Du Prez y el Dr. Hannes Houck del grupo de investigación de química de polímeros de la Universidad de Ghent, Bélgica.

"Lo que hemos hecho es buscar proteínas, que son polímeros biológicos que permiten la mayor parte de la química en las células de nuestro cuerpo y son esenciales para la vida, e imitar con polímeros sintéticos una de las formas en que funcionan las proteínas, "Dijo el Sr. Kodura.

Las proteínas son grandes moléculas complejas de aminoácidos que están conectadas entre sí en largas cadenas, y estas cadenas naturalmente se pliegan, a veces con una molécula auxiliar, en una estructura 3-D que realiza una función, como hacer que tus músculos se muevan.

"Lo que hicimos fue usar luz LED verde como ayuda para doblar cadenas de polímero sintético en una estructura, ", dijo." La luz era el combustible para el proceso y, en tono rimbombante, también mantuvo la estructura estable. Mientras la luz estuviera encendida la estructura mantuvo su forma. Sin la luz en la oscuridad y a temperatura ambiente, la estructura se relajó y se desplegó ".

"Esto nunca se ha logrado antes, "añadió el Dr. Frisch." Además, doblar las cadenas con luz en una estructura y luego desplegarlas en la oscuridad podría repetirse con éxito varias veces ".

El profesor Christopher Barner-Kowollik dijo que el proceso químico era "similar a un proceso vivo propio".

"Los organismos vivos necesitan consumir una fuente de energía, como la luz sobrevivir y esta estructura tridimensional es la misma. Consume luz como combustible para mantenerse, " él dijo.

"Este es un ejemplo de fundamental, ciencia instructiva. Muestra lo que es posible cuando se utiliza la interacción de la luz y la oscuridad para diseños macromoleculares complejos ".

El Dr. Goldmann dijo que si bien los científicos han demostrado cómo doblar sustratos químicos con luz en una estructura antes de que "siempre haya estado bloqueada permanentemente. Este es el primer ejemplo de una estructura polimérica monocatenaria tridimensional verdaderamente estabilizada a la luz".

El principio fundamental detrás del proceso químico es el mismo que los miembros del equipo utilizaron anteriormente para crear lo que han denominado materiales dinámicos estabilizados a la luz (LSDM):una nueva clase de materiales.

"Lo que creamos anteriormente era algo que puedes ver y tocar, "El profesor Du Prez y el Dr. Houck dijeron." Esto es diferente y se ocupa de las transformaciones en el nivel de una sola cadena, es decir, un tamaño nanométrico que puede ser de hasta una mil millonésima parte de un metro, o 100, 000 veces más pequeño que un cabello humano ".

El documento completo Reticulación covalente dinámica de combustibles ligeros de cadenas de un solo polímero en estados de no equilibrio, está disponible aquí. Chemical Science ha elegido el artículo como su selección de ChemSci de la semana.