Une étude de l'Université de Notre Dame a révélé que les propriétés d'un matériau couramment utilisé pour créer des films conducteurs ou protecteurs et encapsuler des composés médicamenteux - et les conditions dans lesquelles ce matériau se désassemblera pour libérer ce médicament - peuvent être différentes de ce que l'on pensait initialement.

Publié dans le Journal de l'American Chemical Society , l'étude visait à identifier les conditions dans lesquelles les complexes polyélectrolytiques, ou PEC, s'assemblerait et resterait assemblé. Les chercheurs ont découvert de nouvelles, différences importantes entre les PEC forts et faibles.

"Le mécanisme des PEC faibles est complètement différent de celui des PEC forts, " a déclaré Jonathan Whitmer, professeur adjoint au Département de génie chimique et biomoléculaire et chercheur principal de l'étude. « Au cours de nos recherches, nous avons constaté que lorsque chacun des polyélectrolytes faibles se réunissait dans une solution, la présence d'un polymère de charge opposée a entraîné un fort décalage de pKa, permettant aux deux polyélectrolytes de devenir fortement chargés et de rester stables. Au contraire, Le pH a relativement peu d'influence sur la charge et l'assemblage des PEC forts, dont la forte liaison aux ions sels détermine la majeure partie de leur assemblage."

Les PEC faibles ont été étudiés pour de nombreuses utilisations, y compris comme matériau pour créer des capsules contenant des médicaments. Les PEC faibles ont une capacité unique à se lier et à se libérer dans certains environnements, mais l'équipe de Whitmer a découvert que le pH affectait l'assemblage global des PEC faibles, ainsi que les conditions dans lesquelles ces matières peuvent être libérées.

"Cette étude change complètement notre perspective sur la formation des PEC faibles et comment ce matériau peut être utilisé, " dit Whitmer, un membre affilié de NDnano. "Non seulement cette étude met en évidence des mécanismes physiques qui nous permettront de concevoir de meilleurs PEC, mais il a également le potentiel d'améliorer la façon dont ce matériau peut être utilisé dans l'industrie, y compris l'encapsulation et l'administration « intelligentes » de médicaments, des matériaux conducteurs minces et des revêtements protecteurs."

En menant l'étude, Whitmer et son équipe ont également développé un nouvel algorithme de simulation. Cet algorithme a permis aux chercheurs d'analyser certains aspects des PEC faibles qui n'étaient pas possibles auparavant, y compris la bonne réplication des conditions de solution.