Исследователи из Университета Делавэра (University of Delaware) и Вашингтонского Университета в Сент-Луисе (Washington University in St. Louis) смогли «заставить» молекулы синтетических полимеров самостоятельно собираться в длинные цепочки.

Дэррин Почан (Darrin Pochan), профессор материаловедения из Университета Делавэра и его коллеги исследовали блоки-сополимеры, – специфические молекулы, способные соединяться друг с другом, формируя полимерные цепи. Обычно они широко используются в производстве промышленного пластика, который можно найти в большинстве коммерческих продуктов – от полимерных подошв для обуви до корпусов современных флэш-накопителей.

Дэррин объясняет, что сополимеры отличаются химическими свойствами – например, одни хорошо смачиваются водой, другие нет. Если синтезировать короткий полимер, состоящий только из двух таких разных типов блоков, то в водном растворе эти молекулы сформируют мицеллы – шарообразные структуры, в которых молекулы развернуты гидрофильными концами наружу, а гидрофобными – внутрь.

Рис. 1. Формирование длинных цепочек из сополимеров методом самосборки

В текущем исследовании ученые синтезировали молекулы полимера, стоящего из трех блоков: полиакриловой кислоты, полиметилакрилата и полистирена. Полученные молекулы поместили в водный раствор органических диаминов и тетрагидрофурана.

Как оказалось, благодаря растворителю, полимер стал формироваться из «блоков» в одномерную вытянутую «змеевидную» структуру.

Дэррин ранее работал только с мицеллами и их вариациями, поэтому сотрудничество с коллегами из Университета Вашингтона, расположенного за 900 миль от Дэррина, помогло установить, как ведут себя сополимеры в различных растворителях.

Тем более, что для доставки лекарств «одномерные» цилиндры лучше, чем шары-мицеллы, которые изучал Дэррин. Иммунная система выявит последние в течение нескольких дней, в то время как длинные «поезда» могут курсировать в крови неделями.

Как говорит Почан, открытие лежало на поверхности – ученым уже давно известно о полимерных цепочках, осталось только использовать старые знания на новый лад.

Как говорят ученые, их открытие может быть полезно в химиотерапии, радиологии, средствах связи и наномедицине – в качестве агентов для терапевтической доставки лекарств.

Свидиненко Юрий