Un equipo interdisciplinario de investigadores ha desarrollado una poderosa herramienta de modelado matemático que permitirá a los investigadores predecir las propiedades de las redes de polímeros incluso antes de que se creen.

Las redes de polímeros están formadas por largas cadenas de moléculas, como un collar de perlas o espaguetis. Este nuevo modelo predice las conexiones entre las hebras parecidas a espaguetis.

En el estudio, publicado en Materiales de la naturaleza , los investigadores de la Universidad de Gante (UGent), QUT y la Universidad de Stanford, desarrolló el método para predecir las propiedades de los polímeros.

Profesor Dagmar R. D'hooge, de UGent, Bélgica, dijo que las redes de polímeros tenían muchas aplicaciones, incluidas las gomas, revestimientos, adhesivos, y cosmética.

"Por primera vez, esta es una herramienta predictiva para las propiedades de los materiales de las redes, desde el bloque de construcción más pequeño de la molécula hasta la dureza del material, ¿Es resistente a los impactos o es solo una mancha suave? "Dijo el profesor D'hooge.

Dr. De Keer, de UGent, dijo que la herramienta descrita en la investigación fue una ayuda en el diseño de nuevos polímeros supermoleculares en áreas como la administración de fármacos, transfección de genes y aplicaciones biomédicas.

Junto con el profesor Dagmar R. D'hooge y el Dr. De Keer, Los investigadores de UGent que participaron en el estudio incluyen al profesor Paul Van Steenberge, Profesora Marie-Françoise Reyniers, Profesora Lode Daelemans y Profesora Karen De Clerck.

Profesor Christopher Barner-Kowollik, del Centro de Ciencia de Materiales de QUT, dijo que los investigadores desarrollaron el modelo utilizando matemáticas avanzadas y simulaciones moleculares, reunir a investigadores del modelado computacional, química sintética y ciencia de los materiales.

"Los desarrollos químicos recientes han incluido propiedades no convencionales como la autocuración, conductividad y respuesta a estímulos en redes de polímeros, dándoles un gran potencial en aplicaciones avanzadas como el reciclaje, entrega de medicamentos, andamios de ingeniería de tejidos, almacenamiento de gas, catálisis y materiales electrónicos, "Dijo el profesor Barner-Kowollik.

"Es una tarea enorme caracterizar las redes de polímeros, es realmente difícil.

"Aquí estamos dando un verdadero paso adelante al fusionar la experiencia del modelado teórico con químicos experimentales que brindan ejemplos mediante los cuales se puede probar el modelo".

El profesor Barner-Kowollik dijo que el último sueño de los químicos experimentales es tener un programa de computadora que elimine lo desconocido de los experimentos.

"Imagínese si pudiera tener una supercomputadora que, incluso antes de ir al laboratorio, podría decir cuál sería el resultado probable, " él dijo.

"Este es un paso hacia eso".

Junto con el profesor Barner-Kowollik, Los investigadores involucrados en el estudio incluyen al Dr. Hendrick Frisch y Daniel Kodura de QUT.

El profesor Reinhold Dauskardt de la Universidad de Stanford dijo que estaba "super emocionado" con el trabajo.

"Representa un tour-de-force de la química de materiales fundamentales y demuestra lo que se puede lograr con un equipo internacional con diversos antecedentes".

El profesor Dauskardt dijo que el trabajo "muestra cómo los bloques de construcción moleculares se pueden ensamblar tanto temporal como espacialmente para crear estructuras de materiales precisas, incluidos los defectos y las relaciones estructura-propiedad resultantes".

"Esta combinación de cinética y ensamblaje espacial molecular no se había logrado antes, "Dijo el profesor Dauskardt.