Catalyse, au cours de laquelle une substance accélère une réaction chimique, mais reste inchangé, est d'une importance capitale pour de nombreux processus industriels. Développer des catalyseurs efficaces optimisés pour diverses applications, des chercheurs de différentes disciplines travaillant dans le Centre de Recherche Collaborative « Structuration Moléculaire de la Matière Molle » (CRC 1176) du KIT se sont inspirés de modèles biologiques. Les chimistes ont combiné la structuration d'enzymes naturelles avec la conception de macromolécules synthétiques.

Comme le rapportent les scientifiques du Journal de l'American Chemical Society , leur travail s'inspire de la structure des métallo-enzymes, protéines catalytiquement actives contenant un métal. Ils insèrent spécifiquement des ions métalliques dans un cadre polymère sur mesure. Les résultats sont des nanoparticules monocaténaires catalytiquement actives. « Dans les premières études, ces nouveaux nanoréacteurs multifonctionnels ont atteint des résultats très prometteurs tant en ce qui concerne les caractéristiques du catalyseur que la formation du produit, " dit le professeur Christopher Barner-Kowollik, Responsable du groupe Architectures macromoléculaires de l'Institut de technologie chimique et de chimie des polymères (ITCP), et le professeur Peter Roesky, Responsable de la Chaire Matériaux Fonctionnels Inorganiques de l'Institut de Chimie Inorganique (AOC) du KIT.

Les nanoparticules à chaîne unique catalytiquement actives ont été développées par le centre de recherche collaboratif coordonné par le KIT « Structuration moléculaire de la matière molle » (CRC 1176) financé par la Fondation allemande pour la recherche (DFG) en étroite coopération avec l'Université de technologie du Queensland (QUT) en Brisbane, Australie. Au sein de ce centre de recherche collaboratif, les scientifiques travaillent sur la théorie, analytique, et des procédés de synthèse pour ajuster spécifiquement la longueur de chaîne ou la séquence des éléments constitutifs des grosses molécules, par exemple. L'objectif est la structuration contrôlée de la matière molle au niveau moléculaire en trois dimensions afin d'obtenir des macromolécules précisément conçues pour des fonctions définies.

Mots de passe chimiques et tissus moléculaires

Au sein du CRC 1176, Les chercheurs de KIT ont également trouvé un moyen de protéger de manière fiable les informations sensibles transmises numériquement. Ils ont combiné des connaissances en informatique et en chimie, c'est-à-dire un processus de cryptage commun et un mot de passe chimique. Il représente un composé chimique avec une certaine séquence de blocs de construction et de chaînes latérales attachées. Des lettres et des chiffres sont attribués aux composants chimiques.

Un autre point fort du CRC 1176 sont les tissus bidimensionnels constitués de fils polymères monomoléculaires. Pour produire ces tissus d'une seule couche moléculaire en épaisseur, les chercheurs ont utilisé des cadres métallo-organiques montés en surface, appelés SURMOF, comme "métiers". Les fils de polymère sont maintenus ensemble par les forces chimiques résultant du motif de tissage, de telle sorte que les tissus moléculaires soient aussi flexibles que les tissus conventionnels.