Het reguleren van het polymerisatieproces is van groot belang voor zowel industriële als medische toepassingen. In een artikel gepubliceerd in Angewandte Chemie TU/e-onderzoekers laten zien dat ze niet alleen het proces kunnen sturen en aan- en uitzetten, maar ook de eigenschappen van de resulterende polymere materialen kunnen sturen.

Het maken van polymeren (lange moleculaire strengen) met een template is al geruime tijd mogelijk. In de onderzoeksgroep Self-Organizing Soft Matter van de afdeling Chemical Engineering and Chemistry van de TU/e ​​blijkt nu uit onderzoek onder leiding van prof.dr. Ilja Voets en dr. Bas van Ravensteijn dat zij het polymerisatieproces ook kunnen in- en uitschakelen door gebruik te maken van een schakelbare sjabloon.

Hiermee kunnen ze de vorming van de polymeren reguleren en ook de fysieke eigenschappen van de uiteindelijke template-polymeerstructuren beïnvloeden. Dit biedt op termijn de farmaceutische industrie de mogelijkheid om gevoelig genetisch materiaal (DNA, RNA, mRNA) of eiwitten op een meer gecontroleerde manier te verpakken en geschikt te maken voor gentherapie en andere medische doeleinden. Een artikel over de uitvinding van dit fenomeen is gepubliceerd in het tijdschrift Angewandte Chemie International Edition .

In dit werk werd gekeken naar het maken van polymeren die bestaan ​​uit een deel zonder lading en een deel met een negatieve lading in de aanwezigheid van een positief geladen moleculair sjabloon. Tijdens de polymerisatie worden negatief geladen monomeren stapsgewijs aan het onderdeel toegevoegd zonder lading.

De interacties tussen de vormende polymeren en de sjablonen resulteren in polymeerstructuren van enkele tientallen nanometers groot. In deze structuren bevinden de geladen stukjes zich in de kern die wordt afgeschermd van de omgeving door de ladingsneutrale polymeersegmenten. De polymerisatiesnelheid en dus de details van deze structuren zijn afhankelijk van het pad dat je kiest:hoe vaak je de sjabloon bijvoorbeeld in- of uitschakelt.

Dit werk zal naar verwachting invloed hebben op belangrijke toepassingsgebieden van dit soort polymeerstructuren, bijvoorbeeld voor de gecontroleerde inkapseling van gevoelige therapeutische materialen zoals DNA, (m)RNA en eiwitten.

"Switchable Electrostatically Templated Polymerization" werd voor het eerst gepubliceerd in Angewandte Chemie International Edition op 29 juni 2022. + Verder verkennen

Ontwikkeling van een nieuwe eindfunctionalisatietechniek in polymeersynthese