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Feb 12, 2024

Ruote molecolari multicicliche con potenziale polimerico

I rotassani sono strutture molecolari interconnesse con una molecola lineare “asse” che penetra una o più molecole cicliche “ruota”. Gruppi ingombranti all'estremità dell'asse impediscono lo sfilamento delle ruote.

I rotassani sono strutture molecolari interconnesse con una molecola lineare “asse” che penetra una o più molecole cicliche “ruota”. Gruppi ingombranti all'estremità dell'asse impediscono lo sfilamento delle ruote. Ora, i ricercatori dell’Università di Hokkaido hanno fatto un ulteriore passo avanti rispetto ai precedenti risultati di questa tecnologia, producendo macro-rotassani dotati di ruote multicicliche collegate a diversi assi ad alto peso molecolare.Riportano la loro innovazionenella rivista Applied Chemistry International Edition.

I rotassani, inizialmente considerati intriganti curiosità chimiche, vengono ora esplorati per un’ampia gamma di potenziali applicazioni, che vanno dai polimeri di prossima generazione a possibilità ambiziose nel campo dell’informatica molecolare, delle tecnologie dei sensori e della somministrazione di farmaci.

I ricercatori dell'Università di Hokkaido, con collaboratori in altre parti del Giappone, stanno concentrando la loro attenzione sulla creazione di nuovi polimeri a rete, in cui strutture ad anello più complesse dei semplici cerchi tengono insieme diversi filamenti di lunghe catene polimeriche.

"Riteniamo che le strutture multicicliche di questi macro-rotassani potrebbero essere utili come additivi che non lisciviano, trattenuti permanentemente in una rete polimerica grazie al modo in cui si trattengono su diverse catene polimeriche vicine", afferma il professore chimico dei polimeri Toshifumi Satoh del team di Hokkaido.

Le ruote 3D agiscono come una forma unica e altamente flessibile di legami incrociati molecolari, consentendo alle ruote e ai fili polimerici interconnessi una libertà di movimento molto maggiore rispetto alle reti reticolate convenzionali. Le variazioni strutturali dovrebbero consentire un controllo preciso sulle proprietà dei materiali morbidi per renderli adatti a una varietà di applicazioni industriali e mediche.

Altri gruppi di ricerca hanno ottenuto risultati simili con disposizioni molecolari più piccole, ma i progressi dell’Università di Hokkaido spostano il campo nel regno delle molecole più grandi.

I ricercatori hanno esplorato alcune delle possibilità di questo nuovo significativo sviluppo nella chimica dei polimeri utilizzando sostanze chimiche chiamate polidimetilsilossani (PDMS) per realizzare gli anelli multiciclici. Sono stati in grado di costruire un numero diverso di unità cicliche con anelli di diverse dimensioni. Quando combinate con catene polimeriche siliconiche con agenti reticolanti corti, le unità multicicliche venivano incorporate in modo efficiente in una rete estesa, mista e interconnessa di nuova formazione.

“Abbiamo esplorato parte del potenziale per realizzare materiali morbidi modificati misurando le prestazioni di smorzamento delle reti, che è essenzialmente la capacità di un materiale di assorbire e ridurre le vibrazioni”, afferma Satoh. “Ciò ha rivelato che i nostri macro-rotassani hanno ottenuto miglioramenti significativi nell’efficienza di smorzamento rispetto alle reti polimeriche convenzionali”.

Satoh e i suoi colleghi ora intendono esplorare ulteriori possibilità che possono essere costruite sulle basi di prova di concetto gettate dai loro attuali progressi.

- Questo comunicato stampa è stato originariamente pubblicato sul sito web dell'Università di Hokkaido