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Aug 14, 2023

고분자 잠재력을 지닌 다환 분자 바퀴

2023년 8월 2일 이 기사는 Science X의 편집 과정 및 정책에 따라 검토되었습니다. 편집자들은 콘텐츠의 신뢰성을 보장하면서 다음 특성을 강조했습니다.

2023년 8월 2일

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홋카이도 대학

로탁산은 하나 이상의 고리형 '바퀴' 분자를 관통하는 선형 '축' 분자와 맞물린 분자 구조입니다. 축 끝 부분의 부피가 큰 그룹은 바퀴가 빠지는 것을 방지합니다.

이제 홋카이도 대학의 연구자들은 이 기술의 이전 성과를 한 단계 더 발전시켜 여러 개의 고분자량 축과 맞물린 다중 고리 바퀴를 가진 매크로 로탁산을 만들었습니다. 그들은 Angewandte Chemie International Edition 저널에 혁신을 보고했습니다.

처음에는 흥미로운 화학적 호기심으로 여겨졌던 로탁산은 이제 차세대 폴리머부터 분자 컴퓨팅, 센서 기술 및 약물 전달 분야의 야심찬 가능성에 이르기까지 광범위한 잠재적 응용 분야에 대해 탐구되고 있습니다.

홋카이도 대학 연구진은 일본의 다른 공동 연구자들과 함께 단순한 원보다 더 복잡한 고리 구조가 긴 폴리머 사슬의 다른 가닥을 함께 묶는 새로운 네트워크 폴리머를 만드는 데 관심을 집중하고 있습니다.

"우리는 이러한 매크로-로탁산의 다중고리 구조가 비침출 첨가제로서 유용할 수 있다고 생각하며, 이는 여러 이웃 폴리머 사슬을 붙잡는 방식으로 폴리머 네트워크에 영구적으로 유지됩니다."라고 홋카이도 팀의 고분자 화학자 Toshifumi Satoh 교수는 말했습니다.

3D 휠은 독특하고 매우 유연한 분자 가교 형태로 작용하여 휠과 연동된 폴리머 가닥이 기존의 가교 네트워크보다 훨씬 더 자유롭게 움직일 수 있도록 해줍니다. 구조적 변화를 통해 부드러운 재료의 특성을 미세하게 제어하여 다양한 산업 및 의료 응용 분야에 적합하게 만들어야 합니다.

다른 연구 그룹도 더 작은 분자 배열로 비슷한 성공을 거두었지만 홋카이도 대학의 발전으로 이 분야는 더 큰 분자 영역으로 옮겨졌습니다.

연구진은 다중고리 고리를 만들기 위해 폴리디메틸실록산(PDMS)이라는 화학 물질을 사용하여 고분자 화학에서 이 중요한 새로운 개발의 가능성 중 일부를 조사했습니다. 그들은 다양한 크기의 고리를 가진 다양한 수의 순환 단위를 만들 수 있었습니다. 짧은 가교제와 함께 실리콘 중합체 사슬과 결합하면 다중고리 단위가 새로 형성되는 확장되고 혼합되고 연동된 네트워크에 효율적으로 통합됩니다.

Satoh는 "우리는 본질적으로 진동을 흡수하고 줄이는 재료의 능력인 네트워크의 감쇠 성능을 측정함으로써 변형된 부드러운 재료를 만들 수 있는 가능성을 조사했습니다."라고 말했습니다. "이는 우리의 매크로-로탁산이 기존의 폴리머 네트워크에 비해 감쇠 효율이 크게 향상되었음을 보여줍니다."

Satoh와 그의 동료들은 현재 진행 중인 개념 증명 기반을 토대로 구축할 수 있는 추가 가능성을 탐색할 계획입니다.

추가 정보: Minami Ebe 외, 실리콘 네트워크에서 다중고리형 폴리디메틸실록산의 로탁산 형성: 고분자량 차축 및 휠 부품에서 "매크로-로탁산" 구성을 향한 단계, Angewandte Chemie 국제판(2023). DOI: 10.1002/anie.202304493

저널 정보:응용화학 국제판