Новости

Feb 12, 2024

Мультициклические молекулярные колеса с полимерным потенциалом

Ротаксаны представляют собой взаимосвязанные молекулярные структуры с линейной молекулой «оси», пронизывающей одну или несколько циклических молекул «колеса». Громоздкие группы на конце оси не дают колесам соскочить.

Ротаксаны представляют собой взаимосвязанные молекулярные структуры с линейной молекулой «оси», пронизывающей одну или несколько циклических молекул «колеса». Громоздкие группы на конце оси не дают колесам соскочить. Теперь исследователи из Университета Хоккайдо пошли дальше предыдущих достижений этой технологии, создав макроротаксаны, которые имеют мультициклические колеса, сблокированные с несколькими высокомолекулярными осями.Они сообщают о своих инновацияхв журнале Applied Chemistry International Edition.

Ротаксаны, первоначально считавшиеся интригующей химической диковинкой, в настоящее время исследуются для широкого спектра потенциальных применений, начиная от полимеров следующего поколения и заканчивая амбициозными возможностями в области молекулярных вычислений, сенсорных технологий и доставки лекарств.

Исследователи из Университета Хоккайдо вместе с коллегами из других регионов Японии сосредоточили свое внимание на создании новых сетчатых полимеров, в которых кольцевые структуры, более сложные, чем простые круги, удерживают вместе различные нити длинных полимерных цепей.

«Мы считаем, что мультициклические структуры в этих макроротаксанах могут быть полезны в качестве невыщелачивающих добавок, постоянно удерживаемых в полимерной сетке за счет того, что они удерживаются на нескольких соседних полимерных цепях», — говорит профессор химик-полимерщик Тошифуми Сато из команды Хоккайдо.

3D-колеса действуют как уникальная и очень гибкая форма молекулярных сшивок, предоставляя колесам и переплетенным полимерным нитям гораздо большую свободу движения, чем в традиционных сшитых сетях. Структурные изменения должны позволить точно контролировать свойства мягких материалов, чтобы сделать их пригодными для различных промышленных и медицинских применений.

Другие исследовательские группы добились аналогичных успехов с меньшими молекулярными структурами, но достижения Университета Хоккайдо переводят эту область в область более крупных молекул.

Исследователи изучили некоторые возможности этой важной новой разработки в химии полимеров, используя химические вещества, называемые полидиметилсилоксанами (ПДМС), для создания мультициклических колец. Они смогли построить разное количество циклических агрегатов с кольцами разного размера. В сочетании с цепочками силиконовых полимеров с короткими сшивающими агентами мультициклические звенья эффективно включались во вновь формирующуюся расширенную, смешанную и взаимосвязанную сеть.

«Мы исследовали некоторые возможности создания модифицированных мягких материалов, измеряя демпфирующие характеристики сеток, которые, по сути, представляют собой способность материала поглощать и уменьшать вибрации», — говорит Сато. «Это показало, что наши макроротаксаны достигли значительного улучшения эффективности демпфирования по сравнению с обычными полимерными сетками».

Сато и его коллеги теперь планируют изучить дальнейшие возможности, которые могут быть построены на основе проверки концепции, заложенной в результате их текущего прогресса.

- Этот пресс-релиз первоначально был опубликован на веб-сайте Университета Хоккайдо.