När juvelerare skapar ett halsband, de kontrollerar ordningen och antalet för varje pärla eller juvel som de använder för att bilda ett önskat mönster. Det har varit utmanande för forskare att göra samma sak när de designade polymerer – fram till nu. I ACS Central Science , forskare rapporterar om en ny metod som använder ljus och kemiska reaktioner för att styra hur subenheter möts för att bilda polymerer med exakta egenskaper.

Laboratorietillverkade polymerer som är lika inflytelserika för det moderna livet som teflon, nylon och polyvinylklorid (känd som PVC) består av upprepade enheter av bara en sorts molekyl som tillsammans ger polymeren dess unika fysikaliska egenskaper. Men naturen är full av designerpolymerer som DNA och proteiner, som är uppbyggda av olika underenheter sammansatta som kan koda information eller strukturella egenskaper. I tidigare forskning, Brett Fors och kollegor hade tagit steg mot att efterlikna naturens variation i labbet för att skapa designerpolymerer med hjälp av två fotokatalysatorer som fungerade när antingen blått eller grönt ljus lyste på dem. Metoden var inte särskilt selektiv, så forskarna gav sig i kast med att optimera strategin.

Teamet använde blått ljus för att få en typ av monomer att binda, och en kemisk stimulans (en oxidant) för att få en annan typ av monomer att binda. Genom att växla mellan ljuset eller den kemiska tillsatsen, forskarna kunde selektivt välja vilken subenhet som sattes till den växande polymermolekylen. De visade att de kunde skapa olika mönster av polymerblock längs kedjan, vars längd var beroende av hur länge stimulansen applicerades.

Forskarna föreslår att detta tillvägagångssätt kommer att förbättra on-demand kontroll över sekvens, struktur och arkitektur för många olika polymerer.