Elementy budulcowe nanoarchitektur
Podobnie jak stopy metali i kompozyty łączą zalety swoich składników w celu uzyskania nowego, lepszego materiału, tak również kopolimery blokowe umożliwiają uzyskiwanie różnorodnych właściwości. Naukowcy korzystający z dofinansowania UE dla projektu AP-GAC zbadali potencjał samoorganizowania się kopolimerów blokowych na bazie polifosfazenu w ciekawe związki o nanostrukturze. Kopolimery blokowe na bazie polifosfazenu składają się z naprzemiennie ułożonych atomów fosforu i azotu. Dają one duże możliwości strojenia właściwości i od czasu pierwszego uzyskania około 15 lat temu udało się je już zsyntetyzować z różnorodnymi grupami bocznymi dowiązanymi do atomów fosforu. Prace projektu AP-GAC skoncentrowano na przygotowaniu kopolimerów dwublokowych, czyli składających się tylko z dwóch bloków: dwóch różnych polifosfazenów lub jednego polifosfazenu i jednego polistyrenu (kopolimery hybrydowe). Pomyślnie uzyskano kopolimery blokowe złożone z dwóch różnych polifosfazenów. Zsyntetyzowanie kopolimeru dwublokowego wymagało zablokowania inicjatora, aby zapobiec powstawaniu bloków potrójnych w wyniku dwukierunkowego wzrostu wiązań. Stosując specjalnie opracowane techniki, badacze stworzyli pierwsze chiralne kopolimery blokowe na bazie polifosfazenów, przy czym właściwości chemiczne były losowo rozłożone w ramach bloku. Z opracowanych kopolimerów blokowych uzyskano szereg architektur o ciekawych nanostrukturach, w tym nanostruktury skręcone chiralnie, pęcherzyki, nanosfery i błony mezoporowe. Wykorzystując nowatorskie makroinicjatory stworzone przez zespół projektu, naukowcy zsyntetyzowali hybrydowe kopolimery blokowe złożone z jednego bloku polifosfazenowego i jednego polistyrenowego. Oba bloki zsyntetyzowano metodą żywej polimeryzacji, czyli wzrostu łańcuchów po zablokowaniu zdolności zakończenia łańcucha przez rosnący polimer. Zmieniając stężenie hybrydowych polimerów blokowych uzyskano nanosfery, micele wielokomorowe, micele pierścieniowe i sieci cylindryczne. Pomyślnie osiągnięto wszystkie cele badawcze projektu AP-GAC, dowodząc możliwości samoorganizacji kopolimerów dwublokowych na bazie fosfazenów i tworząc przy tym szereg nowatorskich nanostruktur. Wyniki prac zostały szeroko rozpowszechnione. Powinny one wspomóc innowacje zarówno w dziedzinie potencjalnych zastosowań tych nowatorskich materiałów, jak i w badaniach nad innymi materiałami nadającymi się do obróbki tymi samymi metodami.
Słowa kluczowe
Kopolimery blokowe, monomer, polimer, samoorganizacja, nanostruktura, polifosfazen, dwublokowe, polistyren, chiralne, pęcherzyk, błony mezoporowe, micele
