Een internationaal onderzoeksteam heeft voor het eerst dynamische covalente oligomeren waargenomen die de combinatie van complementaire DNA-strengen nabootsen, wat zou kunnen leiden tot spannende ontwikkelingen in de elektronica en de engineering van interfaces tussen prothesen en lichaamsweefsel.

Het onderzoek van universitair hoofddocent Timothy Scott (afdeling Chemical Engineering en Department of Materials Science and Engineering aan de Monash University) en Samuel Leguizamon (afdeling Chemical Engineering aan de University of Michigan), meldde dat tijdens het montageproces, oligomeren waren in staat om selectief te binden met hun complementaire sequenties door gebruik te maken van covalente bindingsvorming.

Dit versterkte effectief de thermische en mechanische stabiliteit van de resulterende structuren door het creëren van een DNA-achtige moleculaire ladder.

Gepubliceerd op vrijdag 7 februari 2020, in het prestigieuze tijdschrift Natuurcommunicatie , deze bevindingen kunnen voordelen hebben voor de superieure creatie van nanostructuren (technologie voor het vastleggen van zonne-energie), de assemblage van moleculaire elektronica (draden en transistors), en de engineering van interfaces tussen prothesen en menselijk weefsel.

Oligomeren zijn polymeren met een laag gewicht - een chemische verbinding van moleculen die in ketens worden gepresenteerd - waarvan de fysieke eigenschappen aanzienlijk afhankelijk zijn van de lengte van de keten.

Ze worden momenteel gebruikt om de prestaties in een breed scala aan coatings te verbeteren, zoals lijmen, chemische bestendigheid en voor verbeterde verwering.

oligomeren, vanwege hun vermogen om vluchtige organische stoffen (schadelijke dampen die door producten worden uitgestoten) en applicatieviscositeit (de dikte waarvan een product wordt aangebracht) te verminderen, komen vaak voor in producten, zoals verf en lak.

Maar, onderzoekers geloven dat deze nieuwe bevinding de deur zou kunnen openen voor toepassing van deze oligomeren in de gezondheids- en technologiesectoren.

"Het vermogen om de zelfassemblage van oligomere strengen te sturen op basis van hun residusequentie en gemedieerd door dynamische covalente interacties is een cruciale stap in de richting van de fabricage van complexe, unimoleculaire constructies van bescheiden, synthetisch toegankelijke voorlopers, ' zei universitair hoofddocent Scott.

"Hoewel deze studie betrekking had op moleculaire ladders met covalente sporten, deze meerstapsbenadering van het dynamische covalente assemblageproces kan ook nuttig zijn voor andere toepassingen waarbij de verlichting of eliminatie van kinetische trapping van cruciaal belang is.

"Dit proces zal zorgen voor een aanzienlijk verbeterde synthetische toegang tot robuuste, complexe covalente nanostructuren, zoals moleculaire kooien en kristallijne, poreuze polymeernetwerken."