Однако свойства материала, демонстрируемые искусственными полимерами, зависят от порядка следования отдельных молекул, составляющих полимерную цепь. Например, полимерная цепь, состоящая из молекул A, B и C, потенциально может принимать форму A-B-C-B-A или A-C-A-B-B и т. Д. Каждый отдельный полимер может обладать совершенно разными свойствами, которые могут быть полезны или не полезны для общества.До сих пор материалисты полагались на смешивание растворов, таких как A, B и C, и наблюдение за полученной в результате полимерной формой, что серьезно ограничивало разработку новых материалов.
Благодаря исследователям из Университета Хиросимы, нам больше не нужно полагаться на судьбу, чтобы определить такую материальность. Профессор Такехару Хайно и доктор Такехиро Хирао с кафедры химии HU разработали способ точного определения порядка полимерных цепей, открывая захватывающий потенциал разработки материалов, невообразимых в настоящее время.Они исходят из природы, где биополимеры с четко определенной структурой являются нормой, например В ДНК и генах, где небольшие изменения порядка небольшого числа органических молекул порождают разнообразный спектр жизни, они разработали стратегию самосортировки, которая регулирует порядок молекул при образовании длинноцепочечных полимеров.
Новый процесс связывания молекул можно представить в виде трех отдельных железнодорожных вагонов, каждый из которых имеет по два уникальных сцепных устройства на каждом конце, которые позволяют их сцепление только в определенном порядке. При правильном порядке возможен поезд неограниченной длины и полной регулярности.На самом деле в лаборатории HU были синтезированы три различные молекулы мономера.
Каждый из них отличался от другого, каждый из них, в свою очередь, обладал двумя отдельными участками связывания, расположенными на противоположных концах молекул.Растворы, состоящие из этих новых молекул, смешанных поэтапно, образуют спаренные растворы. Молекула 1 связана с молекулой 2, образуя раствор, состоящий из 1-2 молекул. Молекула 2 связана с молекулой 3, образуя раствор 2-3, а молекула 3 связана с молекулой 1, образуя раствор 3-1.
Когда эти пары 1-2, 2-3 и 3-1 затем смешивались в растворе, они самосортировались с образованием длинноцепочечного полимера в форме 1-2-3-1-2-3 и т. Д. регулярная последовательность полимеров, которая предопределена и самосортировка.Это совершенно новый способ изготовления полимеров. В то время как предыдущие синтетические полимеры включали простую ковалентную связь, когда молекулы делили электроны, чтобы связать их вместе, эта система использует узкоспецифичные «захватывающие» концы на каждой молекуле, которые связываются только с одним типом «игольчатого» конца на другой молекуле.Профессор Хайно указывает, что полученный полимер — это не просто молекула, а молекулярный комплекс — супермолекула.
Этот новый метод производства супермолекул полностью и точно предсказывает состав конечного продукта и может быть изменен и изменен, чтобы дать новым искусственным полимерам со свойствами, которые могут оказаться очень полезными для общества.