Les chercheurs de Nagoya ont développé une synthèse spontanée de réseau de polymères qui a permis la préparation de gels contenant des polymères à distribution de poids moléculaire étroite. Les réseaux de gel ont montré des propriétés de gonflement qui étaient sensibles à la température et à la concentration de solvant. Le processus rapporté démontre le potentiel de préparation facile de matériaux de haute qualité qui présentent la gamme complète des propriétés du gel polymère, y compris la libération prolongée, réactivité aux stimuli, et tamisage moléculaire, entre autres.

Les matériaux en gel polymère ont été largement appliqués en médecine, travaux publics, l'architecture et l'exploration spatiale. Leur attrait réside dans le potentiel de préparation de matériaux fonctionnels aux propriétés homogènes, via des méthodes simples et facilement reproductibles. Cependant, le compromis entre la simplicité de la méthode et les performances optimisées du matériau signifie que tous les matériaux de gel ne remplissent pas leur potentiel. Aujourd'hui, un groupe de chercheurs de l'Université de Nagoya a mis en place un processus qui combine la facilité d'un processus spontané avec le contrôle du poids moléculaire élevé requis pour produire des matériaux haute performance. Leurs conclusions ont été publiées dans NPG Asie Matériaux .

La nature simple de la préparation des gels polymères les rend attrayants pour de nombreuses applications. Cependant, contrôler les réactions de sorte que toutes les molécules de polymère atteignent la même longueur, puis se réticulent de manière régulière, peut être un défi. Des incohérences dans la structure peuvent se former, et une ramification à chaîne courte peut se produire lors de l'assemblage des monomères, qui conduisent tous deux à des matériaux de mauvaise qualité.

« Nous avons démontré un système qui utilise les différences de cinétique de réaction pour créer des matériaux hautement cohérents, " L'auteur correspondant Yukikazu Takeoka dit. "En utilisant un seul catalyseur qui permet à la croissance de la chaîne de se poursuivre avant le début de la réticulation, nous avons pu créer des réseaux composés de polymères avec des distributions de poids moléculaire étroites, simplement en mélangeant les réactifs requis."

Équilibrer la polymérisation rapide d'un monomère choisi avec un processus de réticulation suffisamment lent a entraîné une réaction spontanée pour donner une matrice homogène régulière. Le gel stable s'est avéré présenter des propriétés de réponse contrôlées à la fois par la température et la composition du solvant.

"Le rétrécissement de la distribution du poids moléculaire des polymères dans un réseau de gel conduit à une plus cohérente, matériau plus performant, ", a déclaré l'auteur principal Yuto Jochi. "Nous espérons pouvoir affiner davantage nos conditions de réaction pour adapter à la fois le poids moléculaire du polymère et la stoechiométrie de la réticulation, pour produire des réseaux complètement homogènes qui peuvent être utilisés dans une variété d'applications, comme l'administration de médicaments, et lentilles."

Cette voie de synthèse spontanée vers des matrices de gel polymère qui ont l'homogénéité et la qualité nécessaires pour être utilisées dans des applications nécessitant diverses fonctionnalités telles que le tamisage moléculaire, haute résistance mécanique, transparence, réactivité aux stimuli, et la biocompatibilité est une étape prometteuse vers l'utilisation généralisée des matériaux de gel polymère.