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科学新闻
来自研究机构

发现新的聚合物中间相结构?

随机聚合物序列诱导的双层折叠层状中间相

日期:
2022年6月17日
来源:
韩国科学技术院(KAIST)
简介:
研究人员描述了一种新的聚合物结构,称为双层折叠中间相,它是通过随机共聚物序列发现的。
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完整的故事

聚合物是由重复的小分子单体组成的大分子,几乎存在于我们日常生活中使用的所有东西中。聚合物可以是天然的,也可以是合成的。天然聚合物,也被称为生物聚合物,包括DNA、蛋白质以及丝绸、明胶和胶原蛋白等材料。合成聚合物构成了许多不同种类的材料,包括塑料,用于制造从玩具到工业纤维电缆到刹车片的各种材料。

当聚合物通过聚合过程形成时,单体通过一条链连接在一起。随着链的发展,聚合物的结构决定了其独特的物理和化学性质。研究人员一直在研究聚合物,它们是如何形成的,它们是如何结构的,以及它们是如何发展这些独特特性的。通过了解这些信息,科学家可以开发聚合物的新用途,并创造出可用于各种工业的新材料。

在一篇发表于自然通讯5月4日,研究人员描述了在两亲共聚物水溶液中发现的一种新结构,称为双层折叠板层中间相,该结构是通过随机共聚物序列发现的。

KAIST化学系教授徐明根(音)表示:“新中间相的发现是分子自组织的新途径,是重要的发现。”“我们特别兴奋地发现这种双层折叠的层状相,因为纯双层膜很难在热力学上折叠。”

研究人员认为,这种中间相结构来自于共聚物内单体的顺序。不同单体在组成共聚物的链中排列的方式很重要,并且可能对共聚物的功能产生影响。许多共聚物是随机的,这意味着它们的结构取决于单体之间如何相互作用。在这种情况下,疏水单体之间的相互作用使共聚物链结合在一起,从而隐藏了疏水结构域。随着结构变得越来越复杂,研究人员发现,一种可见的顺序形成了,这样单体就可以与正确的一对配对。

徐教授说:“虽然我们倾向于认为随机意味着无序,但在这里,我们证明了基于它们的集体行为,随机共聚物序列可以自发地产生周期性秩序。”“我们认为这来自序列匹配问题:为长序列找到完美互补的一对几乎是不可能的。”

这就是创造这个新发现的中间阶段独特结构的原因。共聚物可以自发折叠,形成被水分离的多层结构。多层结构指的是板状褶皱,褶皱层相互叠在一起。由此产生的中间相是双折射的,这意味着光会通过它折射,它类似于液晶,并且是粘弹性的,这意味着它同时具有粘性和弹性。

展望未来,研究人员希望更多地了解这个新的中间阶段,并弄清楚如何控制结果。一旦对中间相及其形成方式有了更多的了解,随着对更多序列的研究,可能会发现新的中间相。“对我们来说,一个显而易见的问题是如何控制折叠频率和调整折叠高度,这是我们目前正在努力解决的问题。最终,我们希望了解不同的多序列如何相互关联以创建秩序,并应用知识开发新材料。”徐教授说。韩国国家研究基金会、教育部和科学信息通信技术部资助了这项研究。

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故事来源:

材料所提供的韩国科学技术院(KAIST)注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. 申民中、金海渊、朴健亨、朴钟民、安亨柱、尹东基、李恩智、徐明根随机聚合物序列诱导的双层折叠层状中间相自然通讯, 2022;13 (1) doi:10.1038 / s41467 - 022 - 30122 - z

引用此页

韩国科学技术院(KAIST)。“发现了新的聚合物中间相结构?”随机聚合物序列诱导的双层折叠层状中间相。《科学日报》。科学日报,2022年6月17日。< www.koonmotors.com/releases/2022/06/220617101836.htm >。
韩国科学技术院(KAIST)。(2022年6月17日)。发现新的聚合物中间相结构?随机聚合物序列诱导的双层折叠层状中间相。《科学日报》。2023年6月17日检索自www.koonmotors.com/releases/2022/06/220617101836.htm
韩国科学技术院(KAIST)。“发现了新的聚合物中间相结构?”随机聚合物序列诱导的双层折叠层状中间相。《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2022/06/220617101836.htm(2023年6月17日访问)。

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