Des chercheurs de l'Université métropolitaine de Tokyo ont utilisé un catalyseur iridium-palladium sensible à la lumière pour fabriquer des polymères « séquentiels », en utilisant la lumière visible pour changer la façon dont les blocs de construction sont combinés en chaînes polymères. En allumant ou éteignant simplement la lumière, ils ont pu réaliser différentes compositions le long de la chaîne polymère, permettant un contrôle précis des propriétés physiques et de la fonction du matériau. Cela peut simplifier considérablement les méthodes de production de polymères existantes, et aider à surmonter les limites fondamentales dans la création de nouveaux polymères.

Le monde est plein de long, molécules en forme de chaîne appelées polymères. Exemples célèbres de copolymères « séquentiels », c'est-à-dire des polymères constitués de plusieurs blocs de construction (ou "monomères") disposés dans un ordre spécifique, inclure l'ADN, ARN et protéines; leur structure spécifique confère la vaste gamme de fonctionnalités moléculaires qui sous-tend l'activité biologique. Cependant, fabriquer des polymères séquentiels à partir de zéro est une entreprise délicate. Nous pouvons concevoir des monomères spéciaux qui s'assemblent de différentes manières, mais les synthèses complexes nécessaires limitent leur disponibilité, portée et fonctionnalité.

Pour dépasser ces limites, une équipe dirigée par le professeur agrégé Akiko Inagaki du Département de chimie, Université métropolitaine de Tokyo, appliqué un catalyseur photosensible contenant de l'iridium et du palladium. En allumant et éteignant une lumière, ils ont pu contrôler la vitesse à laquelle deux monomères différents, éther de styrène et de vinyle, faire partie d'une chaîne polymère. Lorsqu'il est exposé à la lumière, le monomère de styrène s'est avéré être incorporé dans la structure du copolymère beaucoup plus rapidement qu'à l'obscurité, résultant en une seule chaîne de copolymère avec des compositions différentes le long de sa longueur. Les pièces riches en styrène sont plus rigides que celles riches en éther vinylique; en utilisant différentes séquences lumineuses on/off, ils pourraient créer des polymères avec une gamme de propriétés physiques, par ex. différentes températures de « transition vitreuse », au-dessus duquel le polymère devient plus mou.

Le processus nouvellement développé est nettement plus simple que les méthodes existantes. L'équipe a également découvert que les deux types de monomères étaient intégrés au polymère via un mécanisme connu sous le nom de coordination-insertion non radicale; il s'agit d'un mécanisme générique, ce qui signifie que cette nouvelle méthode pourrait être appliquée pour fabriquer des polymères en utilisant une large gamme de catalyseurs et de monomères, avec le potentiel de surmonter la disponibilité limitée des candidats monomères.