Un equipo de investigación de la Universidad Estatal de Florida ha desarrollado métodos para manipular polímeros de una manera que cambia su estructura fundamental, allanando el camino para posibles aplicaciones en la entrega y liberación de carga, materiales reciclables, robots blandos que cambian de forma, antimicrobianos y más.
"Estamos haciendo que un polímero cambie completamente su arquitectura a través de una respuesta química", dijo el profesor asistente de química de la FSU, Justin Kennemur. "En la naturaleza esto también sucede. Piense en cómo una oruga se convierte en mariposa. La maquinaria celular cambia el diseño debiopolímeros naturales y, por lo tanto, sus propiedades. Eso es lo que estamos haciendo con polímeros sintéticos "
La investigación se publica en el Revista de la Sociedad Americana de Química .
Los polímeros son materiales hechos de grandes cadenas moleculares compuestas de unidades repetitivas químicamente similares. Tocan casi todas las partes de la vida cotidiana e incluyen materiales como plásticos, gomas y geles y estructuras biológicas naturales como el ADN y las proteínas.
En general, Kennemur está trabajando para desarrollar polímeros de alto rendimiento con propiedades súper elásticas y súper suaves que podrían usarse como reemplazos de articulaciones o cartílagos. Para hacer eso, él y su equipo están explorando los límites de cómo existenlos polímeros responden a los estímulos y pueden reorganizarse para un mejor rendimiento.
Los polímeros que se "descomprimen" espontáneamente o se deterioran en respuesta a un estímulo externo han ganado la tracción de los científicos por su potencial uso en una variedad de aplicaciones. Sin embargo, este deterioro espontáneo, llamado despolimerización, a menudo hace que sea difícil de ensamblar en elprimer lugar.
Kennemur refinó un proceso para crear el polímero y hacer que se descomponga, cambiando completamente su estructura.
Kennemur y su equipo desarrollaron una estrategia termodinámica donde sintetizan las macromoléculas a una temperatura más baja, aproximadamente -15 a 0 grados Celsius, y luego estabilizan el polímero antes de calentarlo. A temperaturas más cálidas, los materiales podrían despolimerizarse con unevento desencadenante: la introducción de una cantidad catalítica del elemento rutenio, que provoca la descompresión del polímero.
"Realmente hemos invertido en aprovechar los principios termodinámicos fundamentales en la ciencia de los polímeros, y usamos esto para transformar las moléculas en una variedad de formas y químicas posibles", dijo Kennemur. "Es una forma de reciclar estos materiales, pero también esuna manera de hacer que respondan y cambien su arquitectura. Hay muchas posibilidades divertidas con esto "
El trabajo de Kennemur está financiado por el programa CAREER de la National Science Foundation. El ex alumno graduado de la FSU William Neary y el actual alumno graduado Taylor Isais son coautores del estudio.
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Materiales proporcionados por Universidad Estatal de Florida . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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