De är i form av en grodyngel och interagerar med varandra genom att harpunera mellan huvud och svans, därmed presenteras intressanta och oväntade fysiska egenskaper. Tadpoles är de stora molekylerna i centrum för ny forskning som just publicerats i tidskriften ACS Makrobokstäver , och resultatet av ett internationellt samarbete mellan SISSA och universiteten i Wien, Warwick och Edinburgh. I studien, forskarna beskriver hur just dessa konstruktioner, uppfattad av forskarna som föreningen mellan en cirkulär och en linjär polymer, i täta lösningar presenterar mycket "långsammare" molekylär dynamik jämfört med den som spelas in av de två delarna som utgör den. Och detta beror på att 'huvuden' och 'svansarna' tenderar att 'fånga' varandra, i en kaskadprocess. Vad är resultatet? En mycket mindre vätska och mycket mer viskös produkt.

Forskningen har genomförts tack vare datasimuleringar som gjorde det möjligt att analysera molekylernas dynamik på ett mycket fint sätt, med en upplösning som är omöjlig att reproducera i laboratoriet. Studier som detta, som belyser makromolekylernas fysiska beteende under specifika förhållanden, är avgörande för möjliga framtida tekniska tillämpningar av polymerer, som sträcker sig från materialteknik till läkemedel.

Inom fysik, 1+1 ger inte alltid upp till 2

"Hur många gånger hör vi oss själva säga att 1+1 alltid summerar till 2? Även om detta vanligtvis är fallet när det gäller matematik, samma kan inte sägas om fysik:i synnerhet de fysiska egenskaperna hos komplexa föremål som härrör från sammanslutningen av två eller flera enklare delar är inte alltid tolkbara som intermediära vid samma fysiska egenskaper hos de olika delarna, "förklarar forskarna.

"Ett viktigt exempel på detta är polymerer, stora molekyler bildade genom förening av flera delar, som kan sammanfattas enligt olika arkitekturer:linjära polymerer, cirkulära polymerer och polymerer som vi skulle kunna kalla 'chimära', dvs härrörande från förening av fler typer av distinkta arkitekturer. "Precis som de som används i denna forskning.

Så här harponerar harponeringen

"Utforska olika storlekar på huvuden/svansarna genom numeriska simuleringar, vi har visat hur dessa objekt i lösningen beter sig annorlunda än vad man skulle kunna tro med tanke på beteendet, vet redan, av de två polymererna som utgör dem:den cirkulära och den linjära. "

Forskarna förklarar att denna avmattning beror på att svansen på varje "grodyngel" tenderar att "harpunera" huvudet på en grodyngel nära den och den senare gör samma sak med de andra, i en kaskadprocess. Resultatet är en förening med egenskaper som är mycket nära egenskaperna hos en mycket viskös vätska men som kan uppnås med relativt små polymerer. Vikten av denna forskning handlar framför allt om möjligheten att utforska och designa så kallade "mjuka" material med nya fysiska egenskaper-allt baserat på relativt små molekyler vars ömsesidiga interaktioner dramatiskt påverkar föreningens struktur och dynamik. Efter studien med simuleringarna, forskningen väntar nu på experimentell bekräftelse.