Les polymères ramifiés, des polymères qui ressemblent à de minuscules branches d'arbres, ont un potentiel important pour la filtration de l'eau, le domaine biomédical, la nanoélectronique et d'autres applications. Les chercheurs ont maintenant trouvé un meilleur moyen de créer efficacement ces structures uniques.

Dirigée par le laboratoire de Mingjiang Zhong, professeur adjoint de génie chimique et environnemental et de chimie, l'étude est maintenant publiée dans Chem .

Les polymères, qui sont constitués d'unités répétées de petites molécules pour former une molécule plus grande, ont diverses structures. Zhong se concentre sur le développement de polymères avec des branches, ou chaînes latérales, qui portent leurs propres branches. Une structure polymère avec un degré de ramification plus élevé signifie qu'elle a une plus grande densité de fonctionnalité sans prendre plus de place.

Il y a quelques années, Zhong a mis au point un procédé de fabrication de ces structures, également connu sous le nom de polymères dendritiques. Leur potentiel était cependant limité par le processus de synthèse à petite échelle et à efficacité modérée. Maintenant, grâce à une combinaison d'expériences mécanistes et de simulations informatiques, son laboratoire peut les rendre plus efficaces et avec plus de contrôle. Avec ce processus, ils peuvent être développés dans un environnement industriel. C'est une étape nécessaire pour amener ces polymères au-delà de la recherche fondamentale et les utiliser pour des applications pratiques.

"Nous voulons synthétiser des polymères ramifiés bien contrôlés parce que nous voulons imiter certains biosystèmes qui ont des structures très précises", a déclaré Mengxue Cao, étudiant diplômé du laboratoire de Zhong et auteur principal de l'étude. "Notre méthode peut garantir une longueur et un nombre de branches de polymère contrôlés."

Une grande partie du succès des travaux est venue de l'optimisation de la méthode de conversion des monomères, les petites molécules qui composent les polymères. Cao a déclaré qu'ils peuvent désormais convertir les monomères avec trois fois plus d'efficacité.

En plus de mener des expériences en laboratoire, les chercheurs ont développé des simulations cinétiques, dans lesquelles ils ont pris en compte les données proposées pour voir "comment pouvons-nous rendre la molécule plus contrôlée et comment pouvons-nous potentiellement réduire la concentration de catalyseur".

Cao a déclaré qu'avec un processus évolutif développé, le laboratoire cherche maintenant à utiliser ces matériaux uniques, peut-être en commençant par la filtration de l'eau.

"Nous avons déjà une grande bibliothèque de monomères que nous voulons polymériser, ce qui signifie que nous pouvons fabriquer différents matériaux fonctionnels avec des structures ramifiées, donc la prochaine étape pourrait être de mettre ces choses dans des applications réelles", a-t-elle déclaré. + Explorer plus loin

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