Les superstructures polymères sont des structures auto-assemblées formées par l'organisation spontanée de chaînes polymères. Ces structures peuvent avoir une large gamme de formes et de tailles, notamment des sphères, des tiges et des lamelles. Les propriétés des superstructures polymères dépendent de leur architecture, qui est déterminée par les interactions entre les chaînes polymères.
Le nouveau cadre théorique développé par les chercheurs de Penn permet de comprendre et de prédire le comportement des superstructures polymères en considérant l'énergie libre du système. L'énergie libre est une mesure de la stabilité thermodynamique d'un système et peut être utilisée pour déterminer les conditions dans lesquelles une superstructure particulière se formera.
Les chercheurs ont utilisé leur cadre théorique pour étudier l’auto-assemblage de copolymères séquencés, qui sont des polymères constitués de deux ou plusieurs types différents d’unités monomères. Les copolymères blocs peuvent former diverses superstructures, en fonction de la composition du copolymère bloc et des conditions dans lesquelles il est assemblé.
Les chercheurs ont découvert que leur cadre théorique prédisait avec précision le comportement des copolymères séquencés et fournissait également de nouvelles informations sur les mécanismes d’auto-assemblage. Ces informations pourraient être utilisées pour concevoir de nouveaux copolymères séquencés dotés de propriétés adaptées à diverses applications, telles que l’administration de médicaments, l’ingénierie tissulaire et le stockage d’énergie.
"Notre travail offre une nouvelle façon de penser aux superstructures polymères", a déclaré Jian Qin, chercheur postdoctoral au Département de science et d'ingénierie des matériaux de Penn et premier auteur de l'étude. "Nous pensons que ce cadre théorique constituera un outil précieux pour comprendre et concevoir ces matériaux pour un large éventail d'applications."
L'étude a été soutenue par la National Science Foundation et le Army Research Office.
