Les polymères, de grosses molécules composées de répétitions de molécules plus petites appelées monomères, se trouvent dans presque tout ce que nous utilisons dans notre vie quotidienne. Les polymères peuvent être naturels ou créés synthétiquement. Les polymères naturels, également appelés biopolymères, comprennent l'ADN, les protéines et des matériaux comme la soie, la gélatine et le collagène. Les polymères synthétiques constituent de nombreux types de matériaux différents, y compris le plastique, qui sont utilisés dans la construction de tout, des jouets aux câbles de fibres industriels en passant par les plaquettes de frein.

Comme les polymères sont formés par un processus appelé polymérisation, les monomères sont reliés par une chaîne. Au fur et à mesure que la chaîne se développe, la structure du polymère détermine ses propriétés physiques et chimiques uniques. Les chercheurs étudient continuellement les polymères, comment ils se forment, comment ils sont structurés et comment ils développent ces propriétés uniques. En comprenant ces informations, les scientifiques peuvent développer de nouvelles utilisations pour les polymères et créer de nouveaux matériaux pouvant être utilisés dans une grande variété d'industries.

Dans un article publié dans Nature Communications le 4 mai, des chercheurs décrivent une nouvelle structure découverte dans une solution aqueuse d'un copolymère amphiphile, appelée mésophase lamellaire à double couche, qui a été découverte grâce à une séquence de copolymère aléatoire.

"Une nouvelle mésophase est une découverte importante car elle montre une nouvelle façon pour les molécules de s'auto-organiser", a déclaré le professeur Myungeun Seo du département de chimie du KAIST. "Nous avons été particulièrement ravis d'identifier cette phase lamellaire pliée en bicouche car les membranes bicouches pures sont difficiles à plier thermodynamiquement."

Les chercheurs pensent que cette structure de mésophase provient de l'enchaînement des monomères au sein du copolymère. La façon dont les différents monomères s'arrangent dans la chaîne qui compose un copolymère est importante et peut avoir des implications sur ce que le copolymère peut faire. De nombreux copolymères sont aléatoires, ce qui signifie que leur structure dépend de la façon dont les monomères interagissent les uns avec les autres. Dans ce cas, l'interaction entre les monomères hydrophobes associe les chaînes du copolymère pour dissimuler le domaine hydrophobe à l'eau. Au fur et à mesure que la structure devient plus complexe, les chercheurs ont découvert qu'un ordre visible se développe afin que les monomères puissent être mis en correspondance avec la bonne paire.

"Alors que nous avons tendance à penser que le hasard signifie le désordre, nous avons montré ici qu'un ordre périodique peut survenir spontanément à partir de la séquence de copolymères aléatoires en fonction de leur comportement collectif", a déclaré le professeur Seo. "Nous pensons que cela vient du problème d'appariement de séquence :trouver une paire parfaitement complémentaire pour une longue séquence est presque impossible."

C'est ce qui crée la structure unique de cette mésophase nouvellement découverte. Le copolymère se plie spontanément et crée une structure multilamellaire séparée par l'eau. Une structure multilamellaire fait référence à des plis en forme de plaque et les couches pliées s'empilent les unes sur les autres. La mésophase résultante est biréfringente, ce qui signifie que la lumière se réfracte à travers elle, elle est similaire au cristal liquide et viscoélastique, ce qui signifie qu'elle est à la fois visqueuse et élastique.

Pour l'avenir, les chercheurs espèrent en savoir plus sur cette nouvelle mésophase et comprendre comment contrôler le résultat. Une fois que l'on comprend mieux la mésophase et comment elle se forme, il est possible que de nouvelles mésophases soient découvertes au fur et à mesure que de nouvelles séquences sont recherchées. "L'une des questions évidentes pour nous est de savoir comment contrôler la fréquence de pliage et ajuster la hauteur pliée, ce sur quoi nous travaillons actuellement. En fin de compte, nous voulons comprendre comment différentes séquences multinaires peuvent s'associer à une autre pour créer de l'ordre et appliquer les connaissances. pour développer de nouveaux matériaux », a déclaré le professeur Seo. + Explorer plus loin

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