Ett internationellt forskarlag har för första gången observerat dynamiska kovalenta oligomerer som efterliknar kombinationen av komplementära DNA-strängar, vilket kan leda till spännande utvecklingar inom elektronik och konstruktion av gränssnitt mellan proteser och kroppsvävnad.

Studien av docent Timothy Scott (Institutionen för kemiteknik och Institutionen för materialvetenskap och teknik vid Monash University) och Samuel Leguizamon (Institutionen för kemiteknik vid University of Michigan), rapporterade att under monteringsprocessen, oligomerer kunde selektivt binda med sina komplementära sekvenser genom att använda kovalent bindningsbildning.

Detta stärkte effektivt den termiska och mekaniska stabiliteten hos de resulterande strukturerna genom skapandet av en DNA-liknande molekylär stege.

Publicerad fredag ​​7 februari 2020, i den prestigefyllda tidskriften Naturkommunikation , dessa fynd kan ha fördelar för det överlägsna skapandet av nanostrukturer (solfångningsteknik), montering av molekylär elektronik (trådar och transistorer), och konstruktion av gränssnitt mellan proteser och mänsklig vävnad.

Oligomerer är lågviktspolymerer - en kemisk förening av molekyler som presenteras i kedjor - vars fysikaliska egenskaper är väsentligt beroende av kedjans längd.

De används för närvarande för att förbättra prestanda i en mängd olika beläggningar, såsom lim, kemikaliebeständighet och för förbättrad väderlek.

Oligomerer, på grund av deras förmåga att minska flyktiga organiska föreningar (skadliga ångor som avges av produkter) och appliceringsviskositet (vars tjocklek en produkt appliceras), finns vanligtvis i produkter, som färg och lack.

Men, forskare tror att detta nya fynd kan öppna dörren för att dessa oligomerer kan användas inom hälso- och tekniksektorerna.

"Förmågan att styra självmonteringen av oligomera strängar baserat på deras restsekvens och förmedlad av dynamiska kovalenta interaktioner är ett avgörande steg mot tillverkningen av komplex, unimolekylära konstruktioner från blygsamma, syntetiskt tillgängliga prekursorer, " sa docent Scott.

"Även om denna studie involverade molekylära stegar med kovalenta stegpinnar, denna flerstegsmetod för dynamisk kovalent sammansättningsprocess kan också vara användbar för andra tillämpningar där lindring eller eliminering av kinetisk infångning är avgörande.

"Denna process kommer att ge avsevärt förbättrad syntetisk tillgång till robusta, komplexa kovalenta nanostrukturer, såsom molekylära burar och kristallina, porösa polymernätverk."