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Os GBCPs podem ser ajustados ajustando o comprimento da espinha dorsal do material ou selecionando diferentes cadeias laterais. Ao fazer isso, os pesquisadores podem alcançar diferentes propriedades termomecânicas sem sacrificar o domínio das propriedades críticas.
Os copolímeros em bloco (BCPs) têm sido de grande interesse para os pesquisadores nos últimos anos. Esses materiais nanoestruturados, feitos de blocos de polímeros quimicamente diferentes, se automontam para formar microdomínios de diversas morfologias e tamanhos. Eles poderiam ser usados para tudo, desde água mais limpa até a próxima geração de computação.
Os pesquisadores, no entanto, têm sido limitados pela incapacidade de regular as propriedades nanoestruturais e materiais desses materiais. Por exemplo, há interesse em desenvolver BCPs com tamanhos de nanodomínios muito pequenos para torná-los mais versáteis. Mas várias abordagens para fazer isso podem interferir em outras propriedades valiosas, como comportamentos termomecânicos e processabilidade. Como resultado, é extremamente difícil obter materiais úteis com tamanhos de domínio abaixo de 10 nanômetros.
Para contornar este problema, Mingjiang Zhong está estudando um subconjunto desses materiais conhecido como copolímeros em bloco de enxerto Janus (GBCPs) em colaboração com as equipes de Jeremiah Johnson em MIT e Chinedum Osuji de Yale, professor associado de engenharia química e ambiental. Quando projetados de uma determinada maneira, os GBCPs podem ser usados para fazer polímeros nanoestruturados com nanodomínios ultrapequenos com diversas morfologias e propriedades de volume. Zhong, professor assistente de engenharia química e ambiental, publicou suas descobertas na revista Angewandte Chemie como um artigo muito importante (VIP)
Com uma espinha dorsal maior e vários ramos menores, as estruturas lembram escovas para garrafas. Os GBCPs podem ser ajustados ajustando o comprimento da espinha dorsal do material ou selecionando diferentes cadeias laterais. Ao fazer isso, os pesquisadores podem alcançar diferentes propriedades termomecânicas sem sacrificar o domínio das propriedades críticas. E, o que é fundamental, Zhong conseguiu atingir um tamanho de domínio inferior a três nanômetros.
“Isso poderia ter um enorme potencial na microeletrônica”, disse Zhong, acrescentando que poderia significar o desenvolvimento de chips de maior densidade. O campo da engenharia ambiental também poderia se beneficiar, uma vez que domínios menores poderiam permitir o desenvolvimento de membranas mais seletivas para filtros de água. Zhong está atualmente colaborando com outros pesquisadores de Yale no desenvolvimento de aplicações em ambos os campos.
Outros coautores do estudo incluem Zi-Hao Guo, An N. Le, Xunda Feng, Youngwoo Choo, Bingqian Liu, Danyu Wang, Zhengyi Wan, Yuwei Gu, Julia Zhao, Vince Li, Chinedum O. Osuji e Jeremiah A. .Johnson.
Referência: “Janus Graft Block Copolymers: Design of a Polymer Architecture for Independently Tuned Nanostructures and Polymer Properties” por Zi-Hao Guo, An N. Le, Xunda Feng, Youngwoo Choo, Bingqian Liu, Danyu Wang, Zhengyi Wan, Yuwei Gu, Julia Zhao, Vince Li, Chinedum O. Osuji e Jeremiah A. Johnson, 26 de abril de 2018, Angewandte Chemie.
DOI: 10.1002/ange.201802844