Een team van onderzoekers van de Universitat de les Illes Balears heeft een nieuw molecuul ontwikkeld dat zich kan organiseren tot structuren van verschillende grootte – een doorbraak die zou kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van slimme en aanpasbare materialen, die mogelijk kunnen worden toegepast op gebieden zoals zelfherstellende kunststoffen, lijmen of biomedische materialen.
Het onderzoek, dat is gepubliceerd in het vakblad „Angewandte Chemie International Edition“, maakt deel uit van het onderzoeksgebied van de supramoleculaire chemie – een discipline die onderzoekt hoe moleculen door zwakke interacties samenkomen tot complexe structuren met nieuwe eigenschappen, zoals de UIB meedeelde. Het onderzoek werd uitgevoerd door onderzoekers van de groepen Functionele organische systemen en Supramoleculaire systemen en nanokapseling van de UIB.
De wetenschappers hebben een molecuul van het type ureidoesquaramide ontwikkeld dat verschillende configuraties kan aannemen en zowel eendimensionale als tweedimensionale supramoleculaire structuren kan vormen. Volgens de studie groeperen de moleculen zich bij toenemende concentratie of dalende temperatuur tot tweedimensionale nanoplaatjes – een ongebruikelijk gedrag dat afwijkt van de verwachte neiging tot het vormen van lineaire ketens.
Het onderzoek analyseert bovendien twee verschillende vaste vormen van moleculaire organisatie, zogenaamde polymorfen, die weliswaar dezelfde interacties tussen de moleculen vertonen, maar verschillende structuren hebben. Dit fenomeen is van belang omdat het de fysische eigenschappen van een materiaal kan veranderen zonder de chemische samenstelling ervan te beïnvloeden.
Voor het uitvoeren van het onderzoek combineerden de onderzoekers experimentele en computergestuurde technieken, waaronder kernspinresonantie, elektronenmicroscopie, röntgendiffractie en theoretische berekeningen, met als doel inzicht te krijgen in de mechanismen die de zelforganisatie van deze structuren sturen.
Bartomeu Soberats, hoogleraar aan de afdeling Scheikunde van de UIB en medeauteur van het artikel, benadrukte dat de resultaten aantonen hoe kleine veranderingen in de vorm van de moleculen een doorslaggevende invloed kunnen hebben op hun organisatie en op de eigenschappen van de daaruit verkregen materialen. Volgens de onderzoekers levert deze ontdekking nieuwe instrumenten op voor de ontwikkeling van geavanceerde moleculaire materialen en versterkt het de rol van de UIB in het toponderzoek op het gebied van supramoleculaire chemie.
Bron: persbureaus
