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SYNTHESIS AND SELF-ASSEMBLY OF POLYPHOSPHAZENE (PP) BLOCK COPOLYMERS. DESIGN OF NEW INORGANIC NANOSTRUCTURES DERIVED FROM HIGH CRISTALLINE OR/AND CHIRAL HIGH TUNABLE PP BLOCK

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Le basi delle nano-architetture

I copolimeri a blocchi (BCP) sono una classe versatile di materiali formati da blocchi chimici ripetuti costituiti da semplici monomeri o polimeri complessi. Formulazioni di nuova concezione hanno condotto all'autoassemblaggio di numerose nanostrutture innovative.

Tecnologie industriali

Un po' come accade nel caso delle leghe di metallo o dei materiali compositi che uniscono le forze dei singoli componenti per ottenere una fusione di livello superiore, i copolimeri a blocchi presentano un'ampia gamma di proprietà. Scienziati finanziati dall'UE e impegnati sul progetto AP-GAC hanno esplorato il potenziale insito nel processo di autoassemblaggio dei BCP a base di polifosfazene per la formazione di interessanti composti nanostrutturati. I copolimeri a blocchi a base di polifosfazene sono formati da un'alternanza di atomi di fosforo e di azoto. Inoltre, l'estrema facilità con cui è possibile mettere a punto tali composti ha spinto gli esperti a sintetizzare, sin dal primo prototipo, creato all'incirca 15 anni fa, diverse centinaia di esemplari con vari gruppi laterali legati agli atomi di fosforo. L'iniziativa AP-GAC è stata incentrata sulla preparazione di BCP formati da due soli blocchi (biblocco) e, nello specifico, da due diversi polifosfazeni o un copolimero a blocchi ibrido formato da un polifosfazene e un polistirene. Nell'ambito del progetto, sono stati preparati con successo BCP formati da due diversi copolimeri a blocchi a base di polifosfazene. La sintesi del biblocco richiedeva il blocco di un iniziatore al fine di prevenire la formazione di polimeri a tre blocchi attraverso la crescita bidirezionale della catena. Grazie all'adozione delle tecniche ideate, gli sperimentatori sono stati in grado di produrre i primi BCP chirali a base di polifosfazene con funzionalità chimiche distribuite in maniera aleatoria in un blocco. A partire dai copolimeri a blocchi, sono state create numerose e interessanti architetture nanostrutturate, tra cui nanostrutture chirali intrecciate, vescicole, nanosfere e film mesoporosi. I nuovi macroiniziatori creati dal gruppo di lavoro hanno consentito agli scienziati di sintetizzare BCP ibridi formati da un blocco di polifosfazene e uno di polistirene, entrambi ottenuti mediante il processo di polimerizzazione vivente, ovvero di crescita della catena in cui è stata rimossa l'abilità di un polimero di interrompere il proprio sviluppo. Il team ha utilizzato questi copolimeri a blocchi ibridi allo scopo di creare nanosfere, micelle multivano, micelle a forma di ciambella e reti di cilindri attraverso la modifica della concentrazione dei polimeri. I ricercatori dell'iniziativa AP-GAC sono stati in grado di raggiungere tutti gli obiettivi prefissati grazie alla dimostrazione dell'autoassemblaggio dei BCP biblocco basati sul polifosfazene, nonché di creare un'ampia varietà di nuove nanostrutture. I risultati, che sono stati ampiamente divulgati, garantiranno la promozione dell'innovazione non solo per quanto riguarda le applicazioni potenziali di questi nuovi materiali, ma anche i materiali aggiuntivi la cui preparazione verrà incentrata sull'utilizzo di tecniche simili.

Parole chiave

Copolimeri a blocchi, monomero, polimero, autoassemblaggio, nanostruttura, polifosfazene, biblocco, polistirene, chirale, vescicola, film mesoporosi, micelle

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