La estructura de la pesadilla de un plomero se presenta como un conjunto donde todas las salidas parecen converger hacia adentro: la pesadilla de un plomero, pero una singularidad esperada para los investigadores, que sugiere características distintivas que difieren de los materiales convencionales. Sin embargo, esta compleja configuración se consideró descabellada y rayana en el reino de lo imposible. Recientemente, un equipo de investigación de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) descubrió evidencia de extremos pequeños y descartados, convirtiendo este sueño en realidad. la revista Ciencias No sólo publicó esta investigación, sino que también la destacó como artículo, despertando gran interés dentro del mundo académico.
El profesor Moon Jeong Park y el candidato a doctorado Hojun Lee del Departamento de Química de POSTECH han dado vida a nanoestructuras de copolímeros en bloque (en lo sucesivo, BCP), que antes solo eran imaginadas. Este estudio apareció en Ciencias Fue publicado el 5 de enero de 2024.
Los BCP representan polímeros creados uniendo bloques de monómeros a otros bloques. Capaz de autoensamblarse, BCP fabrica diversas nanoestructuras y encuentra una amplia gama de aplicaciones en campos que incluyen los semiconductores y la medicina. Estudios recientes han explorado enérgicamente comparaciones en propiedades ópticas y mecánicas basadas en la estructura BCP. Sin embargo, a medida que aumenta la complejidad de las estructuras, su estabilidad termodinámica disminuye, lo que plantea grandes desafíos en su producción.
Entre estas estructuras, la pesadilla del fontanero, que muestra un empaquetamiento intermedio de los extremos de la cadena de polímero, representa una conformación muy compleja y distintiva. Si bien no hay ejemplos de sus manifestaciones en la vida real, se ha planteado la hipótesis de que posee características ópticas y mecánicas únicas debido a su estructura de canales distinta, que la distingue de otras nanoestructuras.
En esta investigación pionera, el equipo desafió las expectativas al convertir lo imposible en posible. Si bien la mayoría de las investigaciones se han centrado en las principales cadenas de polímeros que forman los BCP, los investigadores han desplazado su atención a los extremos romos de las cadenas, que representan menos del uno por ciento. Hicieron BCP bipartitos uniendo diferentes moléculas a cada extremo de la cadena polimérica. Como resultado, los extremos de la cadena de polímero mostraron una fuerte atracción mutua, lo que provocó que todas las colas de polímero se fusionaran hacia adentro, lo que marcó el éxito del equipo en lograr la estructura de pesadilla del plomero, una primicia en el mundo.
Además, el equipo logró producir una variedad de estructuras de BCP que hasta ahora han permanecido misteriosas, incluidas estructuras calcáreas y de diamantes. Este logro de dar cuerpo a las estructuras del BCP que antes estaban limitadas a los ámbitos de la ficción y la teoría es un logro importante.
De particular interés es que la importancia de este estudio radica en la conclusión de que se pueden lograr estructuras complejas de manera estable cuando hay fuerzas efectivas presentes en los extremos, a pesar de las diversas modificaciones realizadas en la composición del polímero BCP y las propiedades químicas de la cadena principal. . Esto indica la aplicabilidad universal de esta investigación y su adaptabilidad a futuros estudios centrados en el desarrollo de nanoestructuras poliméricas de diversa composición.
El profesor Alisin J. señaló: Nedoma de la Universidad de Sheffield, experto en el campo de BCP, en Ciencias Comente: «Sienta las bases para diseñar nuevas nanoestructuras para BCP», para evaluar la posible rentabilidad en la creación de nanoestructuras con propiedades deseables (consulte Nedoma Perspective).
El profesor Moon Jeong Park, líder del estudio, explicó: «Esta investigación nos permitió establecer un método para desarrollar estructuras de red personalizadas en polímeros BCP. Servirá como plataforma para formular polímeros BCP con diversas propiedades en aplicaciones de nanotecnología».
Este trabajo se realizó con el apoyo de los siguientes programas de la Fundación Nacional de Investigación de Corea: Programa de investigadores a mitad de carrera, Programa de descubrimiento de materiales creativos y Programa del centro de investigación científica.
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