Forskare från Tokyo Metropolitan University använde en ljuskänslig iridium-palladium-katalysator för att göra "sekventiella" polymerer, använda synligt ljus för att förändra hur byggstenar kombineras till polymerkedjor. Genom att helt enkelt slå på eller av ljuset, de kunde realisera olika sammansättningar längs polymerkedjan, ger exakt kontroll över fysiska egenskaper och materialfunktion. Detta kan drastiskt förenkla befintliga polymerproduktionsmetoder, och hjälpa till att övervinna grundläggande begränsningar när det gäller att skapa nya polymerer.

Världen är full av långa, kedjeliknande molekyler som kallas polymerer. Kända exempel på "sekventiella" sampolymerer, dvs polymerer gjorda av flera byggstenar (eller "monomerer") arrangerade i en specifik ordning, inkluderar DNA, RNA och proteiner; deras specifika struktur ger det stora utbudet av molekylär funktionalitet som underbygger biologisk aktivitet. Dock, att göra sekventiella polymerer från grunden är en knepig affär. Vi kan designa speciella monomerer som monteras på olika sätt, men de komplexa synteser som krävs begränsar deras tillgänglighet, omfattning och funktionalitet.

För att övervinna dessa gränser, ett team ledd av docent Akiko Inagaki från Institutionen för kemi, Tokyo Metropolitan University, applicerade en ljuskänslig katalysator innehållande iridium och palladium. Genom att tända och släcka en lampa, de kunde kontrollera hastigheten med vilken två olika monomerer, styren och vinyleter, bli en del av en polymerkedja. Vid exponering för ljus, styrenmonomeren befanns inkorporeras i sampolymerstrukturen mycket snabbare än i mörker, vilket resulterar i en enda sampolymerkedja med olika sammansättningar längs dess längd. Delar som är rika på styren är styvare än de som är rika på vinyleter; genom att använda olika på/av-ljussekvenser, de skulle kunna skapa polymerer med en rad fysikaliska egenskaper, t.ex. olika "glasövergång" -temperaturer, ovanför vilken polymeren blir mjukare.

Den nyutvecklade processen är betydligt enklare än befintliga metoder. Teamet fann också att båda typerna av monomer byggdes in i polymeren via en mekanism som kallas icke-radikal koordinationsinsättning; detta är en generisk mekanism, vilket innebär att denna nya metod kan användas för att tillverka polymerer med användning av ett brett utbud av katalysatorer och monomerer, med potential att övervinna den begränsade tillgängligheten av monomerkandidater.