NIMS en RIKEN zijn erin geslaagd het langste flessenborstelpolymeer ooit te synthetiseren. Dit polymeer, dat lijkt op een groene vossenstaart, is samengesteld uit een hoofdketen en talrijke zijketens die daaruit geënt zijn. Het team slaagde er ook in om verschillende chemische eigenschappen te geven aan het ultralange flessenborstelpolymeer. Deze prestaties zullen naar verwachting de huidige synthetische methoden van flessenborstelpolymeren aanzienlijk vooruithelpen. Deze techniek kan van toepassing zijn op de ontwikkeling van flexibele en wrijvingsarme polymere materialen.

Bij de ontwikkeling van polymere materialen, het is noodzakelijk om moleculaire eenheden te koppelen aan gewenste chemische eigenschappen, monomeren genoemd, tot de gewenste lengte. In deze context, flessenborstelpolymeren trekken de aandacht als een nieuw type polymeermateriaal, bestaande uit een enkele hoofdketen en talrijke zijketens, en het is mogelijk om polymeren met verschillende chemische samenstellingen te ontwerpen door de zijketens te selecteren. Anderzijds, conventionele synthetische methoden zijn beperkt tot lengtes in de orde van enkele honderden nanometers, of hoogstens ongeveer 1 m, vanwege problemen zoals monomeerreactiviteit en de aanwezigheid van sporenverontreinigingen, en er is geen precedent voor de synthese van flessenborstelpolymeren langer dan 2 m.

Dit onderzoeksteam is er onlangs in geslaagd het langste flessenborstelpolymeer ooit te synthetiseren door het moleculaire ontwerp van het monomeer als uitgangsmateriaal te bedenken en een enkel kristal van het monomeer te gebruiken om een ​​polymerisatieomgeving op te zetten met zeer weinig onzuiverheden. De lengte bereikte 7 m, wat ongeveer 3,8 keer langer is dan de langste waarde tot nu toe. Verder, door twee soorten polymerisatiemethoden te combineren, het onderzoeksteam slaagde erin flessenborstelpolymeren te synthetiseren met vier soorten zijketens, terwijl de lengte van de hoofdketen behouden bleef.

Het gebruik van de in dit onderzoek ontwikkelde monomeren maakt de synthese mogelijk van een verscheidenheid aan flessenborstelpolymeren met een gecontroleerde lengte, diameter en chemische eigenschappen. Flessenborstelpolymeren kunnen worden gebruikt als een wrijvingsarme oppervlaktecoating. Door dit polymeer aan te brengen op de oppervlakken van bewegende machineonderdelen, bijvoorbeeld, kan het energieverlies door wrijving verminderen. In toekomstige studies, we zijn van plan om flexibele en wrijvingsarme materialen te ontwikkelen die gebruik maken van het ultralange flessenborstelpolymeer.