La structure cauchemardesque du plombier se présente comme un assemblage où toutes les sorties semblent converger vers l'intérieur - un cauchemar de plombier mais un caractère unique attendu pour les chercheurs, suggérant des traits distinctifs divergents des matériaux traditionnels. Néanmoins, cette configuration complexe a été jugée inaccessible, frisant le domaine de l'impossible.

Récemment, une équipe de recherche de l’Université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH) a mis au jour des indices provenant de minuscules extrémités négligées, transformant ainsi ce rêve en réalité. La revue Science a non seulement publié cette recherche, mais l'a également mise en lumière sous la forme d'un article, suscitant un intérêt considérable au sein des cercles universitaires.

Professeur Moon Jeong Park et Ph.D. le candidat Hojun Lee du département de chimie de POSTECH a donné vie à des nanostructures de copolymères séquencés (BCP), qui n'étaient auparavant qu'envisagées.

Les BCP représentent des polymères construits en liant des blocs d'un monomère avec des blocs d'un autre. Capables de s'auto-assembler, les BCP fabriquent diverses structures à l'échelle nanométrique et trouvent de nombreuses applications dans les domaines des semi-conducteurs et de la médecine.

Des études récentes ont exploré vigoureusement les comparaisons des propriétés optiques et mécaniques basées sur la structure du BCP. Cependant, à mesure que les structures deviennent plus complexes, leur stabilité thermodynamique diminue, ce qui pose des défis considérables dans leur production.

Parmi ces structures, le cauchemar du plombier, présentant un empilement médial des extrémités de la chaîne polymère, se présente comme une formation extrêmement complexe et distinctive. Même si les cas réels de sa manifestation étaient absents, on a émis l'hypothèse qu'il possédait des caractéristiques optiques et mécaniques uniques en raison de sa structure de canal distinctive, ce qui le distinguait des autres nanostructures.

Dans cette recherche révolutionnaire, l’équipe a défié les attentes en transformant l’impossible en possible. Alors que la plupart des recherches se sont concentrées sur les principales chaînes polymères constituant les BCP, les chercheurs se concentrent désormais sur les extrémités discrètes, représentant moins de 1 % des chaînes.

Ils ont conçu des BCP fonctionnalisés à deux extrémités en reliant différentes molécules à chaque extrémité de la chaîne polymère. Par conséquent, les extrémités de la chaîne de polymère ont présenté une forte attraction mutuelle, provoquant la fusion de toutes les queues de polymère vers l'intérieur, marquant la réalisation réussie par l'équipe de la structure du cauchemar du plombier, une première réalisation mondiale.

En outre, l’équipe a réussi à produire une gamme de structures BCP qui étaient jusqu’ici restées énigmatiques, notamment des structures gyroïdes et en diamant. Cette réussite dans la matérialisation de structures BCP auparavant confinées aux domaines de l'imagination et de la théorie constitue un exploit important.

Il convient de noter en particulier que l'importance de cette étude réside dans la conclusion selon laquelle des structures complexes peuvent être réalisées de manière stable lorsque des forces puissantes existent aux extrémités, malgré divers ajustements apportés à la composition du polymère BCP et aux propriétés chimiques de la chaîne principale. Cela suggère l'applicabilité et l'adaptabilité universelles de cette recherche pour de futures études axées sur le développement de diverses nanostructures polymères à structure composite.

Le professeur Alisyn J. Nedoma de l'Université de Sheffield, experte dans le domaine du PCA, a fait remarquer dans le journal Science commentaire :"Il jette les bases de la conception de nouvelles nanostructures BCP", évaluant la rentabilité potentielle de la création de nanostructures présentant les caractéristiques souhaitées."

Le responsable de l'étude, le professeur Moon Jeong Park, a expliqué :« Cette recherche nous a permis d'établir une méthode de développement de structures de réseau sur mesure dans les BCP polymères. Elle servira de plate-forme pour la fabrication de BCP polymères dotés de diverses propriétés dans les applications nanotechnologiques. » /P>

Plus d'informations : Hojun Lee et al, Structures thermodynamiquement stables du cauchemar du plombier dans des copolymères séquencés, Science (2024). DOI :10.1126/science.adh0483

Alisyn J. Nedoma, Créer le « cauchemar du plombier », Science (2024). DOI :10.1126/science.adn0168

Informations sur le journal : Sciences

Fourni par l'Université des sciences et technologies de Pohang