當珠寶設計師設計制作項鏈時,他們會控制每一顆珠子或珠寶的順序及數量,以形成他們所設計的樣品圖案。 同樣的,到目前為止,在設計聚合物方面,科學家們也一直在做著與珠寶設計師類似的事情。近期, 在ACS Central Science,研究人員報告了一種利用光和化學反應來控制結構單元結合方式以形成具有精確性能聚合物的新方法。
實驗室設計以及制備的聚合物對現代生活有著難以替代的影響。例如這種僅由一種分子的重復單元組成的TeflonTM、尼龍和聚氯乙烯(PVC),它們都因各自重復單元的存在賦予了聚合物獨特的物理特性。同時,在自然界中也存在好多這種設計好了的聚合物,比如DNA和蛋白質,但是其結構與上述尼龍等聚合物存在著差別,即DNA和蛋白質是由具有不同的編碼信息或結構特征的單元串在一起的。在之前的研究中,Brett Fors和他的同事們已經在實驗室中采取了一些措施來模仿大自然中聚合物的多樣性,通過使用兩種不同的光催化劑來設計聚合物,即當藍光或綠光照射到聚合物上時,這兩種催化劑就會起作用,從而制備所設計的聚合物。但是這種方法不具有可選擇性,因此研究人員目前正在著手優化策略。
研究團隊用藍光使一種單體聚合,而且利用一種化學刺激物(氧化劑)使另一種單體發生聚合。通過在光或化學添加劑之間的切換,研究人員可以選擇性地選擇向生長中的聚合物分子中添加哪個單元。他們表明,它們可以在鏈條上形成不同模式的聚合物嵌段,而其長度取決于施加刺激的時間長短。研究人員還表示,這種方法將改進對許多不同聚合物的按需控制順序、結構以及體系構架。 |