Группа химиков из Северо-Западного Университета в США создали новый гибридный полимер, который состоит из мономеров, связанных ковалентными и нековалентными связями. Результаты работы были опубликованы в журнале *Science. *

Ученые получили новый вид полимера в результате одновременной полимеризации ковалентно связанных и супрамолекулярных компонентов. Ковалентный полимер (С-полимер) состоял из жесткого каркаса, состоящего из ароматических диаминов и ароматических диальдегидов. К каркасу присоединялись пептидные боковые цепи, в результате чего С-полимер в поперечном размере стал иметь форму звезды. Между цепями расположились цепочки супрамолекулярного полимера (S-полимер).

Изображение структуры созданного гибридного полимера. Иллюстрация: Z.Yu et al., Science, 2016

Всего в реакции участвовало три вида мономера в соотношении 1:1:2. После образования гибридного полимера ученые проверили его структуру с помощью атомно-силовой микроскопии. Интересно, что при образовании только С-полимера его форма оказывалась другой и представляла собой лентообразную плоскую цепочку. Это указывало на то, что форма отдельных полимерных компонентов гибрида была зависима от наличия каждого типа мономера. Мономеры взаимодействовали друг с другом во время сборки волокна, самоорганизовываясь в гибридный полимер. При этом супрамолекулярный компонент возможно обратимо удалить из полимера или даже изменить его структуру.

Свойства гибридного полимера могли бы быть использованы в будущем для создания динамичных материалов, которые будут применяться в биотехнологии. Например, при встраивании полимеров в цитоскелет клетки будет возможно управлять ее динамическими функциями.

Ковалентные и супрамолекулярные полимеры — два различных вещества, которые представляют собой длинную цепочку структурных единиц, соединенных различными типами связей. Ковалентная связь образуется благодаря наличию общей электронной пары у двух атомов. Супрамолекулярные соединения состоят из различных молекул, соединенных межмолекулярными взаимодействиями.

Автор: Александр Еникеев

Статья в Hi-news.ru

Представьте полимер с составными частями, которые могут передать что-либо в окружающую среду и затем регенерироваться для повторного использования. Или полимер, который может поднимать тяжести, сжимаясь и разжимаясь подобно мышцам.

Для этого полимер должен состоять из твёрдых и мягких наночастиц с разными характеристиками, организованных особенным способом. Совершенно новый гибридный полимер такого типа был разработан исследователями Северо-западного университета. Его можно использовать для производства искусственных мышц и других жизнеподобных материалов; для доставки лекарств, биомолекул и химикатов; для создания самовосстанавливающихся материалов; в качестве заменяемого источника энергии.

«Мы создали удивительный новый полимер с наночастицами, которые могут извлекаться и затем химически воссоздаваться множество раз», — говорит ведущий автор исследования Сэмюэл Ступп.

Гибридный полимер соединяет в себе два известных вида полимеров: с крепкими ковалентными связями и со слабыми нековалентными связями, известные как «супрамолекулярные полимеры». Интегрированный полимер состоит из двух разных составных частей, с которыми и работают учёные для наделения полимера полезными свойствами.

«Наше открытие может перевернуть мир полимеров и открыть третью главу в их истории, став началом гибридных полимеров, — заявил Ступп. — Она будет идти за первой главой широко используемых ковалентных полимеров и более новым классом супрамолекулярных полимеров».

Учёным предстоит ещё много работы, но впереди нас ожидает создание материалов с уникальными свойствами — например, способностью саморазбираться и самовосстанавливаться — которым найдётся множество применений в реальной жизни.

По материалам Science Daily