Les systèmes constitués d'un polymère supramoléculaire sont bien compris, mais beaucoup reste inconnu pour les systèmes impliquant la combinaison de plusieurs polymères supramoléculaires, comme ce qui affecte la longueur des copolymères résultants. Pour son doctorat. recherche, Elisabeth Weyandt a examiné comment la longueur de ces copolymères change. Weyandt a soutenu sa thèse au département de génie chimique et de chimie le 17 septembre.

Dans les polymères conventionnels, comme ceux utilisés dans les plastiques, les monomères sont reliés entre eux par des liaisons covalentes. Cependant, dans les polymères supramoléculaires, les choses sont un peu différentes car les monomères sont connectés par une combinaison de plus faibles, des liaisons non covalentes comme les liaisons hydrogène ou l'empilement π-π.

Les systèmes polymères supramoléculaires à un seul composant sont bien compris, mais le passage de systèmes à un seul à plusieurs composants pour obtenir des matériaux et des systèmes supramoléculaires fonctionnels reste un défi. Lors du mélange de plusieurs composants supramoléculaires, la longueur totale est affectée, qui à son tour affecte les propriétés des matériaux.

Ajout d'un deuxième polymère supramoléculaire

Pour son doctorat. recherche, Weyandt a exploré pour la première fois comment l'ajout d'un deuxième polymère supramoléculaire affecte la longueur du copolymère résultant. Le deuxième composant peut avoir plusieurs effets. D'abord, il pourrait agir comme un comonomère qui augmente la longueur. Seconde, il peut agir comme un intercalateur qui se serre entre deux monomères. Troisième, il peut se comporter comme un séquestre qui a un impact négatif sur les monomères uniques et diminue le nombre de monomères disponibles. Finalement, il peut agir comme un bloqueur de chaîne qui bloque l'extrémité de la chaîne et arrête toute augmentation de la longueur du polymère.

Dans sa thèse, Weyandt expose les difficultés rencontrées pour mesurer la longueur des polymères dynamiques, ainsi que l'analyse du rôle que joue l'additif dans le processus. Une conclusion clé de la recherche était que la concentration totale de monomère a une influence significative sur la façon dont le deuxième polymère contrôle la longueur du copolymère. En cas d'utilisation à des concentrations élevées, l'efficacité est plus élevée qu'à de faibles concentrations, ce qui est contre-intuitif étant donné que la composition des monomères est exactement la même.

Rayonnement lumineux

Weyandt a étudié plusieurs cas avec des mélanges supramoléculaires. Dans un cas, elle utilise un additif photocommutable, qui est un additif qui peut passer d'un intercalateur à un capsuleur de chaîne en l'irradiant avec de la lumière. L'additif a ensuite été remplacé par un intercalant par relaxation thermique.

Les liaisons non covalentes formées entre les monomères supramoléculaires donnent lieu à leur unique, propriétés dynamiques; mais aussi apporter de nombreux défis dans la résolution du mécanisme derrière ces changements. Avec le travail de sa thèse, Weyandt a élargi la compréhension fondamentale des copolymères supramoléculaires et de l'équilibre subtil des interactions qui conduisent à la formation de la structure dans le complexe, systèmes supramoléculaires à plusieurs composants.