Une synthèse écologique et durable de polymères « lourds » avec des distributions de poids moléculaires très étroites est un concept important dans la chimie moderne des polymères. Grâce à un nouveau procédé photoenzymatique, Des chercheurs chinois ont pu élargir la gamme de monomères possibles. Comme indiqué dans le journal Angewandte Chemie , les chercheurs ont pu obtenir des polymères linéaires et en forme d'étoile bien définis avec des poids moléculaires ultra-élevés.

Étant donné que de nombreuses propriétés des polymères dépendent fortement du poids moléculaire, il est souhaitable d'avoir une distribution de poids moléculaire aussi étroite que possible. Polymères de précision avec des poids moléculaires ultra-élevés (> 1 t/mol) seraient des candidats intéressants pour les élastomères hautes performances, hydrogels à faible concentration, matériaux photoniques, revêtements durables, et agents de flocage. Cependant, de tels polymères lourds ne sont pas faciles à produire avec une distribution uniforme des poids moléculaires. Les polymérisations radicalaires largement répandues sont particulièrement difficiles à contrôler à cet égard. Méthodes modernes, telles que la polymérisation RAFT (RAFT :transfert de chaîne d'addition-fragmentation réversible) offrent un degré de contrôle nettement plus élevé en maintenant la concentration de radicaux réactifs très faible. Un agent spécial réagit de manière réversible avec les chaînes polymères en croissance pour former une espèce non radicale. Chaque fois que l'intermédiaire se dissocie, de nouveaux radicaux actifs se forment. Cela ralentit la réaction et allonge la durée, chaînes polymères plus uniformes.

Les polymères ultralourds avec des distributions de poids étroites n'étaient auparavant réalisables qu'à partir de monomères conjugués, c'est-à-dire des composés avec au moins deux doubles liaisons C=C séparées par une simple liaison. Il n'a jamais été possible de fabriquer de tels polymères à partir de polymères non conjugués dont le groupe vinyle (-CH=CH 2 ) est lié directement à un atome non carboné.

Zesheng An (Université de Jilin, Changchun) et Ruoyu Li (Université de Shanghai) ont relevé ce défi avec un simple, écologique, Polymérisation RAFT basée sur la photocatalyse enzymatique. L'enzyme glucose oxydase (GOx) oxyde le glucose avec de l'oxygène, réduction du cofacteur FAD contenant de la flavine en FADH ^- . Ce dernier agit comme un photocatalyseur lorsqu'il est irradié par la lumière visible, déclencher la réaction radicalaire en chaîne. Le GOx consomme l'oxygène présent dans la solution, autre avantage car l'oxygène perturbe les polymérisations radicalaires classiques et doit être préalablement éliminé. Les agents de propagation de chaîne qu'ils utilisent sont des xanthates (dérivés d'acide carboxylique soufrés).

Les chercheurs ont obtenu des polymères linéaires et en forme d'étoile bien définis avec un rendement presque quantitatif, ainsi que divers copolymères avec des poids moléculaires ultra-élevés uniformes auparavant inaccessibles, à partir de monomères non conjugués. La réaction, qui offre un contrôle exceptionnel sur la composition, masse moléculaire, et architecturale, est simple à réaliser et se déroule dans des conditions douces (10 °C) dans l'eau.