تولید کنترل شده نانوفیبریل‌ها

یافتن راهی برای تولید کنترل شده پلیمرها همیشه یک چالش بوده است. محققان با استفاده از واحدهای سازنده ویژه‌ای موفق شدند تا پلیمریزاسیون را به‌نحوی کنترل شده انجام دهند. برای این کار از اولیگوپپتیدهایی به شکل ورقه بتا استفاده شده است.

یافتن راهی برای تولید کنترل شده پلیمرها همیشه یک چالش بوده است. محققان
با استفاده از واحدهای سازنده ویژه‌ای موفق شدند تا پلیمریزاسیون را به‌نحوی
کنترل شده انجام دهند. برای این کار از اولیگوپپتیدهایی به شکل ورقه بتا
استفاده شده است.

پژوهشگران سوئیسی با خودآرایی ابرمولکول‌ها موفق به تولید نانوفیبریل شدند.
از این نانوفیبریل‌ها به‌عنوان نانوسیم آلی در ادوات الکترونیکی استفاده می‌شود.
خودآرایی ابرمولکول‌ها اغلب بر اساس روش سعی و خطا انجام می‌شود. از آنجایی
که پلیمریزاسیون می‌تواند در هر جهتی انجام شود، محققان به‌دنبال روش‌هایی
هستند که بتوانند با آن فرآیند خودآرایی را کنترل کرده و آن را به سمت و
سوی دلخواه سوق دهند.

 
هولگر فرانراث و همکارانش در مدرسه پلی تکنیک فدرال لوزان از واحدهای اولیه‌ای
استفاده کردند که می‌تواند تنها در یک جهت خودآرایی دهد. آنها از اجزاء پلیمری یک
اولیگوپپتید تهیه کردند که به اولیگوپپتیدهایی به شکل ورقه بتا از طریق پیوند پی
متصل هستند. با انتخاب دقیق واحدهای اولیه مولکولی، این تیم تحقیقاتی مطمئن شدند که
برهمکنش غیرکوالانسی موجب اتصال یک بعدی اجزاء می‌شود این در حالی است که تجمع
جانبی در این ساختارها انجام نمی‌شود.

این گروه تحقیقاتی در قدم بعد از ترکیبات دی‌استیلن استفاده کردند که با خود اجزاء
الیگوپپتید همراه داشتند، این اجزاء برای انجام موفق خودآرایی در یک جهت ضروری
هستند. محققان دریافتند که دو فاکتور نقش حیاتی دارند: اول طول پلیمر و دیگر تعداد
هیدروژن‌های متصل به سایت‌های اتصال روی جزء الیگوپپتیدی است.

خودآرایی با استفاده از تشکیل ورقه بتا روی الیگوپپتید کنترل می‌شود که دلیل این
موضوع برهمکنش میان دو الگوی مولکولی می‌باشد. این تیم تحقیقاتی دریافته است که
حداقل ۴+۴ پیوند هیدروژنی برای تشکیل نانوفیبریل‌های پایدار لازم است. آنها
دریافتند که باید بین ۱۰ تا ۲۰ زنجیره پلیمری برای این کار استفاده شود. اگر از این
بیشتر باشد، تجمع متوقف شده حتی اگر تعداد سایت‌های هیدروژنی افزایش یابد.

این تیم تحقیقاتی جزء دارای پیوند پی را از دی استیلن به جزء نیمه‌هادی نوع p و
نیمه‌هادی نوع n تبدیل کردند و سپس راهبرد فوق الذکر را اعمال کردند. جان توار،
متخصص شیمی پلیمری ابرمولکولی است که در پروژهای مربوط به مولکول‌های دارای پیوند
pi شرکت داشته، می‌گوید این تنظیم سیستماتیک اجزاء مولکولی که بوسیله این تیم
تحقیقاتی انجام شده یک کار بسیار جالب بوده که مسیر تولید مواد الکترونیکی
ابرمولکولی به‌صورت کنترل شده را هموار می‌کند. نتایج این تحقیق در نشریه Chem. Sci
به چاپ رسیده است.