ポリマー上部構造は、ポリマー鎖の自発的な組織によって形成される自己組織化構造です。これらの構造は、球体、ロッド、ラメラなど、幅広い形状とサイズを持つことができます。ポリマー上部構造の特性は、ポリマー鎖間の相互作用によって決定されるアーキテクチャに依存します。
Pennの研究者によって開発された新しい理論的枠組みは、システムの自由エネルギーを考慮することにより、ポリマー上部構造の挙動を理解し、予測する方法を提供します。自由エネルギーは、システムの熱力学的安定性の尺度であり、特定の上部構造が形成される条件を決定するために使用できます。
研究者は、理論的枠組みを使用して、2つ以上の種類のモノマーユニットで構成されるポリマーであるブロックコポリマーの自己組織化を研究しました。ブロック共重合体は、ブロック共重合体の組成とそれが組み立てられる条件に応じて、さまざまな上部構造を形成できます。
研究者は、彼らの理論的枠組みがブロック共重合体の挙動を正確に予測し、自己組織化のメカニズムに関する新しい洞察も提供することを発見しました。この情報は、薬物送達、組織工学、エネルギー貯蔵など、さまざまな用途向けにカスタマイズされた特性を備えた新しいブロック共重合体を設計するために使用できます。
「私たちの研究は、ポリマーの上部構造について考える新しい方法を提供します」と、ペンの材料科学工学部のポスドク研究者であり、研究の最初の著者であるJian Qin氏は述べています。 「この理論的枠組みは、幅広いアプリケーションのためにこれらの材料を理解し、設計するための貴重なツールになると考えています。」
この研究は、国立科学財団と陸軍研究局によって支援されました。
