Tillverkade polymerer är allestädes närvarande på marknaden. Dessa stora molekyler används för syntetiska kläder, gummi och lim, och allt av plast. Dock, materialegenskaperna som uppvisas av konstgjorda polymerer förlitar sig på sekvensordningen som tas av individuella molekyler innefattande polymerkedjan. Till exempel, en polymerkedja bestående av A, B, och C-molekyler kan potentiellt ha formen av A-B-C-B-A eller A-C-A-B-B etc. Varje polymer kan således ha väsentligt olika egenskaper.

Tills nu, materialvetare har förlitat sig på blandningslösningar, så som en, B och C tillsammans, och observera bildandet av den resulterande polymeren, begränsar utvecklingen av nya material kraftigt. Nu, Professor Takeharu Haino och Dr Takehiro Hirao från HU:s kemiavdelning har utvecklat ett sätt att exakt definiera polymer-kedjesordning, öppnar upp den spännande potentialen att designa nya material.

Med hänsyn till naturen, där strukturellt väldefinierade biopolymerer är normen, de har utvecklat en självsorteringsstrategi som reglerar ordningen molekyler tar när de bildar långkedjiga polymerer.

Den nya molekylkopplingsprocessen kan tänkas som tre distinkta tågvagnar, var och en har två unika kopplingar i vardera änden som bara tillåter dem att kopplas i en viss ordning. När rätt ordning har uppnåtts, ett tåg med obegränsad längd och fullständig regelbundenhet är möjligt.

Tre distinkta monomermolekyler syntetiserades i HU -labbet. Var och en är annorlunda än den andra, och de har båda två distinkta bindningsställen belägna vid motsatta ändar av molekylerna.

Lösningar som består av dessa nya molekyler, blandas i etapper, bilda kopplingslösningar. Molekyl 1 bunden med molekyl 2 för att bilda en lösning bestående av 1-2 molekyler. Molekyl 2 bunden med molekyl 3 och bildar en 2-3 lösning, och molekyl 3 bunden med molekyl 1 för att bilda en 3-1 lösning.

När dessa 1-2, 2-3, och 3-1 koppelmolekyler blandades sedan i lösning, de självsorterade för att bilda en långkedjig polymer i form av 1-2-3-1-2-3, etc, en vanlig polymersekvens som är förutbestämd och självsorterande.

Detta är ett helt nytt sätt att göra polymerer. Medan tidigare syntetiska polymerer involverade enkla kovalenta bindningar där molekyler delar elektroner för att binda dem tillsammans, detta system använder mycket specifika "grabber" -ändar på varje molekyl som binder med endast en typ av "pin" -ändar på en annan molekyl.

Professor Haino säger att den resulterande polymeren inte bara är en molekyl, men ett molekylkomplex-en supermolekyl. Denna nya supermolekylproduktionsmetod förutsäger fullständigt och exakt slutproduktens sammansättning och kan manipuleras och omformas för att ge nya konstgjorda polymerer med egenskaper som kan visa sig vara mycket användbara för samhället.