Description du projet
Des «étoiles» molles aux bras en mouvement chorégraphient une danse d’auto-assemblage
Depuis près d’un siècle, les blocs de Lego ont stimulé la créativité des jeunes esprits. Ils encouragent simplement les enfants à conceptualiser la manière de créer des surfaces courbes en empilant des blocs de construction rigides disposés en gradins. Si ces mêmes petits blocs étaient malléables, le nombre de conformations possibles augmenterait considérablement. Le projet Star Polymers, financé par l’UE, exploite la puissance de la reconfigurabilité pour l’auto-assemblage de supramolécules synthétiques. Le paradigme repose sur des blocs de construction en forme d’étoile (polymères en étoile) avec des «bras» qui peuvent modifier la formation. Leurs parties aversives aux solvants, orientées vers les segments extérieurs, et leurs parties non aversives aux solvants, orientées vers le noyau, généreront une structuration interne spontanée qui guide l’auto-assemblage dans de nouvelles classes de matière molle.
Objectif
Biologic supramolecular assemblies, e.g. virus capsids and multiprotein complexes, show unprecedented complexity compared to man-made structures. A key feature of the building blocks facilitating the emergence of this structural complexity is their deformability. This enables them to reconfigure during assembly to find optimum orientations within the superstructure.
Here, I propose to exploit the concept of reconfigurability as design criterion for developing a new class of colloidal building blocks. Where currently available hard particles fail to form macroscopic structures due to lack of building block uniformity and undesired metastable states encountered during assembly, introducing flexibility will prevent these adverse characteristics.
The envisioned building blocks are based on polymer grafted cores, where the attached polymers arms comprise solvophilic and solvophobic blocks. The limited number of arms have significant conformational freedom, a feature absent in traditional hard particles. The solvophobic segments, located at the particle’s periphery, drive spontaneous polymer micro-phase separation into patchy domains which are then locked into place. These patches imprint directional interactions to guide self-assembly and are linked to the core via flexible solvophilic polymers, enabling patch fluctuations. The resulting patch adaptability prevents the system from getting trapped in non-equilibrium states and relaxes stringent requirements on geometric uniformity, promoting the formation of long-range ordered assemblies. Following simulation studies, these soft particles should have propensity to order into ‘open’ (quasi)crystalline lattices providing unique photonic, mechanical and porous characteristics.
Complementing my physical/polymer synthetic background with pioneering analytic tools, e.g. time-resolved scattering and in situ electron microscopy, this project will detail a new paradigm for self-assembly and the importance of patch flexibility.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2018
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
5612 AE Eindhoven
Pays-Bas