Een door Rutgers geleid team van ingenieurs heeft een geautomatiseerde manier ontwikkeld om polymeren, waardoor het veel gemakkelijker wordt om geavanceerde materialen te maken die gericht zijn op het verbeteren van de menselijke gezondheid.

De innovatie is een cruciale stap in het verleggen van de grenzen voor onderzoekers die grote bibliotheken van polymeren willen verkennen, inclusief kunststoffen en vezels, voor chemische en biologische toepassingen zoals medicijnen en regeneratieve geneeskunde door middel van tissue engineering.

Hoewel een menselijke onderzoeker misschien een paar polymeren per dag kan maken, het nieuwe geautomatiseerde systeem - met aangepaste software en een vloeistofverwerkingsrobot - kan tot 384 verschillende polymeren tegelijk maken, een enorme stijging ten opzichte van de huidige methoden.

Synthetische polymeren worden veel gebruikt in geavanceerde materialen met bijzondere eigenschappen, en hun voortdurende ontwikkeling is cruciaal voor nieuwe technologieën, volgens een studie in het tijdschrift Geavanceerde intelligente systemen . Dergelijke technologieën omvatten diagnostiek, medische apparatuur, elektronica, sensoren, robots en verlichting.

"Typisch, onderzoekers synthetiseren polymeren in sterk gecontroleerde omgevingen, beperking van de ontwikkeling van grote bibliotheken met complexe materialen, " zei senior auteur Adam J. Gormley, een assistent-professor bij de afdeling Biomedical Engineering van de School of Engineering aan de Rutgers University-New Brunswick. "Door polymeersynthese te automatiseren en een robotplatform te gebruiken, het is nu mogelijk om snel een veelvoud aan unieke materialen te maken."

Robotica heeft veel manieren geautomatiseerd om materialen te maken en om medicijnen te ontdekken en te ontwikkelen. Maar het synthetiseren van polymeren blijft een uitdaging omdat de meeste chemische reacties extreem gevoelig zijn voor zuurstof en niet kunnen worden gedaan zonder het tijdens de productie te verwijderen. Het openluchtrobotplatform van het Gormley-lab voert polymeersynthesereacties uit die zuurstof verdragen.

De groep ontwikkelde software op maat waarmee een vloeistofverwerkingsrobot polymeerontwerpen die op een computer zijn gemaakt, kan interpreteren en elke stap van de chemische reactie kan uitvoeren. Eén voordeel:het nieuwe geautomatiseerde systeem maakt het voor niet-experts gemakkelijker om polymeren te maken.

De hoofdauteur is Matthew Tamasi, een Rutgers-promovendus. Co-auteurs zijn onder meer promovendus Shashank Kosuri en student Jason DiStefano. Een onderzoeker van het Australian Centre for Nanomedicine en Centre for Advanced Macromolecular Design droeg bij aan het onderzoek, die werd gefinancierd door de New Jersey Health Foundation.