Moleculen kunnen copolymeriseren om langere samengestelde ketens te vormen; het blijkt dat nanodeeltjes, colloïdale deeltjes genaamd, ook kunnen copolymeriseren om hybride nanostructuren te maken. Het feit dat deze reacties op een zeer vergelijkbare manier plaatsvinden, is niet duidelijk, maar dit zou kunnen worden gebruikt om fundamentele studies van copolymerisatiereacties uit te voeren. Echter, colloïdale polymeren zijn vooral nuttig voor de ontwikkeling van zeer complexe nanosystemen. In het journaal Angewandte Chemie , een team van Chinezen, Canadees, en Amerikaanse onderzoekers hebben een rapport gepresenteerd over de copolymerisatie van gouden nanostaafjes van verschillende groottes, evenals gouden en palladium nanostaafjes.

Polymeren gemaakt van metalen nanodeeltjes zijn bijzonder interessant vanwege hun plasmonen - gekwantiseerde oscillaties van ladingsdragerdichtheid als gevolg van de collectieve excitatie van vrije elektronen tot plasmaoscillaties. Lange ketens van metalen nanodeeltjes, bekend als plasmonische polymeren, vertonen sterke interacties tussen de plasmonen van de afzonderlijke bouwstenen. Hun optische eigenschappen kunnen worden gecontroleerd door middel van factoren zoals de polymerisatiegraad, de grootte van de nanodeeltjes, of de afstand tussen deeltjes. Copolymeerketens gemaakt van nanodeeltjes met verschillende afmetingen, vormen en composities zijn nog interessanter omdat ze een andere mate van vrijheid bieden bij het afstemmen van de eigenschappen (en mogelijk leidend tot nieuwe eigenschappen) van plasmonische polymeren. Mogelijke toepassingen zijn onder meer kleinere computerchips, verbeterde nanoantennes en sensoren, en verbeterde optische gegevensverwerking.

De onderzoekers van Jilin University (China), de Universiteit van Toronto (Canada), en de University of North Carolina (VS) hebben nu methoden ontwikkeld voor het toepassen van strategieën van moleculaire copolymerisatie (de polymerisatie van verschillende monomeren samen) tot de co-assemblage van nanostaafjes van verschillende groottes en samenstellingen. Onder leiding van Kun Liu en Eugenia Kumacheva, het team gebruikt gouden nanostaafjes met polystyreenkettingen aan de uiteinden als bouwstenen. Toevoeging van water aan het organische oplosmiddel dat een suspensie van de nanostaafjes bevat, veroorzaakt de polystyreenuiteinden, die slecht oplosbaar zijn in water, hecht aan elkaar, het verbinden van de nanostaafjes tot lange polymeerketens. Deze benadering werd uitgebreid tot de co-assemblage van willekeurige en blokcopolymeren van gouden nanostaafjes van verschillende lengte, evenals willekeurige copolymeren van gouden en palladium nanostaafjes. (Willekeurige copolymeren bevatten verschillende monomeren in willekeurige volgorde; in een blokcopolymeer bevat de polymeerketen grotere domeinen van het ene of het andere monomeer.)

De onderzoekers waren in staat om een ​​model voor de reacties op te stellen dat gevestigde kinetische theorieën voor moleculaire stapsgewijze copolymerisatiereacties bevestigde en uitbreidde. De verkregen colloïdale polymeren bieden ook een uitstekend modelsysteem voor het fundamentele onderzoek van plasmonische eigenschappen zoals speciale modi die het gevolg zijn van de asymmetrie van nanostructuren met onregelmatig verdeelde componenten.