Wanneer juweliers een ketting maken, ze bepalen de volgorde en het aantal van elke kraal of juweel die ze gebruiken om een ​​gewenst patroon te vormen. Het was tot nu toe een uitdaging voor wetenschappers om hetzelfde te doen bij het ontwerpen van polymeren. In ACS Centrale Wetenschap , onderzoekers rapporteren een nieuwe methode die licht en chemische reacties gebruikt om te bepalen hoe subeenheden samenkomen om polymeren met precieze eigenschappen te vormen.

In het laboratorium gemaakte polymeren die net zo invloedrijk zijn op het moderne leven als teflon, nylon en polyvinylchloride (bekend als PVC) bestaan ​​uit zich herhalende eenheden van slechts één soort molecuul die samen het polymeer zijn unieke fysieke eigenschappen geven. Maar de natuur zit vol met designerpolymeren zoals DNA en eiwitten, die zijn samengesteld uit verschillende aan elkaar geregen subeenheden die informatie of structurele kenmerken kunnen coderen. In eerder onderzoek is Brett Fors en collega's hadden stappen ondernomen om de verscheidenheid van de natuur in het laboratorium na te bootsen om designerpolymeren te maken met behulp van twee fotokatalysatoren die werkten wanneer er blauw of groen licht op scheen. De methode was niet erg selectief, dus gingen de onderzoekers op zoek naar een optimalisatie van de strategie.

Het team gebruikte blauw licht om één type monomeer te laten binden, en een chemische stimulus (een oxidatiemiddel) om een ​​ander type monomeer te laten binden. Door te wisselen tussen het licht of het chemische additief, de onderzoekers konden selectief kiezen welke subeenheid aan het groeiende polymeermolecuul werd toegevoegd. Ze toonden aan dat ze verschillende patronen van polymeerblokken langs de keten konden maken, waarvan de lengte afhankelijk was van hoe lang de stimulus werd toegepast.

De onderzoekers suggereren dat deze aanpak de on-demand controle over de sequentie zal verbeteren, structuur en architectuur voor veel verschillende polymeren.