NIMS y RIKEN han logrado sintetizar el polímero de cepillo de botella más largo de la historia. Este polímero, que se asemeja a una cola de zorro verde, está compuesto por una cadena principal y numerosas cadenas laterales que se injertan en ella. El equipo también logró dar varias propiedades químicas al polímero de cepillo de botella ultralargo. Se espera que estos logros hagan avanzar sustancialmente los métodos sintéticos actuales de los polímeros de cepillo de botella. Esta técnica puede ser aplicable al desarrollo de materiales poliméricos flexibles y de baja fricción.

En el desarrollo de materiales poliméricos, es necesario vincular las unidades moleculares con las propiedades químicas deseadas, llamados monómeros, a la longitud deseada. En este contexto, Los polímeros de cepillo de botella están atrayendo la atención como un nuevo tipo de material polimérico, que consta de una sola cadena principal y numerosas cadenas laterales, y es posible diseñar polímeros con diversas composiciones químicas seleccionando las cadenas laterales. Por otra parte, Los métodos sintéticos convencionales se limitan a longitudes del orden de varios cientos de nanómetros, o como máximo alrededor de 1 μm, debido a problemas como la reactividad de los monómeros y la presencia de trazas de impurezas, y no hay precedentes para la síntesis de polímeros de cepillo de botella de más de 2 μm.

Este equipo de investigación logró recientemente sintetizar el polímero de cepillo de botella más largo de la historia al diseñar el diseño molecular del monómero como material de partida y usar un solo cristal del monómero para establecer un entorno de polimerización con muy pocas impurezas. La longitud alcanzó los 7 μm, que es aproximadamente 3,8 veces más largo que el valor más largo hasta ahora. Es más, mediante la combinación de dos tipos de métodos de polimerización, El equipo de investigación logró sintetizar polímeros de cepillo de botella con cuatro tipos de cadenas laterales, manteniendo la longitud de la cadena principal.

El uso de los monómeros desarrollados en esta investigación permite la síntesis de una variedad de polímeros de cepillo de botella con longitud controlada, diámetro y propiedades químicas. Los polímeros de cepillo de botella se pueden usar como revestimiento de superficie de baja fricción. Aplicar este polímero a las superficies de piezas móviles de maquinaria, por ejemplo, puede reducir la pérdida de energía causada por la fricción. En estudios futuros, planeamos desarrollar materiales flexibles y de baja fricción aprovechando el polímero de cepillo de botella ultralargo.