Des chercheurs du Skoltech Center for Design, Manufacturing and Materials (CDMM) a proposé d'utiliser des dendrimères à base de sulfonimide pour fabriquer des films épais à une molécule et a en fait créé un tel film protecteur hydrofuge à partir du nouveau matériau qui peut être modifié pour obtenir d'autres propriétés de surface souhaitées. Leurs résultats ont été publiés dans la revue, Sciences appliquées des surfaces.

L'avancement rapide de nouveaux matériaux stimule le besoin de techniques avancées de protection et de modification des surfaces. Les scientifiques sont occupés à rechercher des moyens de prolonger la durée de vie des matériaux et de créer de nouvelles fonctionnalités utiles tout en préservant leurs propriétés naturelles. Jusqu'ici, des polymères ont été typiquement utilisés à cette fin. Cependant, l'utilisation de polymères avec d'autres types de protection peut altérer les propriétés naturelles du matériau, comme la transparence, conductivité ou dureté. Une piste de recherche prometteuse serait de créer de fines couches monomoléculaires pouvant conférer à une surface des propriétés utiles sans affecter les caractéristiques intrinsèques du matériau, et les dendrimères se classent parmi les candidats potentiels pour les monocouches.

"Les dendrimères sont des molécules uniques avec une structure monodisperse homogène hautement ordonnée et une ramification arborescente de haut niveau, mesurant au moins 1 nm et ayant un poids moléculaire strictement défini, " dit Julia Bondareva, un doctorat étudiant à Skoltech. La synthèse et la recherche sur les propriétés des dendrimères à base de sulfonimide ont été initiées par Oleg Lukin, chercheur principal chez Skoltech. Ses recherches ont suscité l'idée d'utiliser des dendrimères pour des revêtements de surface fonctionnels. Plus tôt, un groupe de recherche du CDMM dirigé par Oleg Lukin avait publié un article sur la synthèse de dendrimères décorés de naphtyle à base de sulfonamide dans Synthetic Communications. Comme les groupes naphtyle ainsi que les longues chaînes alkyle rendent la molécule hydrophobe, les scientifiques ont décidé de créer un film hydrofuge à partir des structures qu'ils avaient obtenues précédemment.

Il existe de nombreuses façons de créer et d'appliquer des films sur une surface, mais peu permettent de contrôler l'épaisseur du film. Les scientifiques ont utilisé la technique bien connue de Langmuir-Blodgett pour obtenir un film ultrafin avec une structure ordonnée et l'appliquer à la surface. "Il s'est avéré que le groupe naphtyle du dendrimère contrôle non seulement les propriétés hydrophobes du film, mais permet également la liaison supplémentaire des molécules de dendrimère pour former un film dense et stable, ", explique Julia Bondareva.

De façon intéressante, l'étude a révélé que la mouillabilité de la surface dépend de la rugosité du film. Des investigations supplémentaires devraient permettre de prédire la mouillabilité du film de dendrimère sur la base de la disposition spatiale des groupes fonctionnels hydrophobes. Ce sera un grand pas en avant dans la planification et la mise en œuvre de la synthèse des dendrimères.

Les scientifiques ont créé la surface hydrofuge comme modèle démontrant que les dendrimères sulfonimides peuvent servir de blocs de construction pour un film stable conférant à la surface des caractéristiques utiles spécifiques, chacun en fonction du groupe fonctionnel utilisé. Le choix du bon groupe fonctionnel permet une liaison sélective avec la molécule de médicament et, Par conséquent, en utilisant un dendrimère pour le transfert de médicament. Aussi, un dendrimère peut fonctionner comme un capteur si le groupe fonctionnel a des propriétés luminescentes. Il est tout à fait concevable que les dendrimères puissent avoir de multiples autres applications.