Adiunkt z Zakładu Chemii Bionieorganicznej dr Adam Gorczyński znalazł się w gronie naukowców, którzy pod przewodnictwem prof. Krzysztofa Matyjaszewskiego z Carnegie Mellon University opublikowali pracę w prestiżowym czasopiśmie Chemical Science.
Praca dotyczy odkrytej przez prof. Matyjaszewskiego metody ATRP, która pozwala na tworzenie polimerów o dowolnej architekturze, np. grzebieni, gwiazd, pierścieni. Teraz naukowcy udowodnili, że można przeprowadzić takie reakcje jeszcze prościej w obecności tlenu, w warunkach niemalże domowych.
Z polimerów wytwarzane są foliowe opakowania, plastikowe butelki, izolacje do kabli, ubrania z polaru i nylonu, podłogi z PVC czy nowoczesne lakiery do paznokci. Do polimerów należą też pokrywający patelnie teflon, czy znany z kamizelek kuloodpornych kevlar. To jednak nie tylko tworzywa sztuczne. Polimerami są bowiem również kwasy nukleinowe tworzące nasz kod genetyczny, a także budujące organizm białka.
Metoda ATRP (Atom Transfer Radical Polymerization - polimeryzacja rodnikowa z przeniesieniem atomu), którą prof. Krzysztof Matyjaszewski opracował blisko 25 lat temu pozwala na wytwarzanie polimerów o z góry zaprojektowanej architekturze. Dzięki temu odkryciu otrzymał Nagrodę Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (2004), Nagrodę Wolfa (2011), Medal Benjamina Franklina (2017) i co roku jest wymieniany w ścisłej światowej czołówce kandydatów do Nagrody Nobla. Jest jednym z najczęściej cytowanych na świecie polskich chemików.
Matyjaszewki metodę ATRP obrazuje w ten sposób. Wyobrazimy sobie, że polimery to sznur korali długi na dziesiątki czy setki metrów. Dzięki ATRP można dokładnie zaprojektować, jak będzie wyglądał ten łańcuch: które po kolei kolory będą po sobie następować, gdzie i w jaki sposób sznur będzie się rozgałęział, jaki będzie miał kształt i w którym jego miejscu będą umieszczone najcenniejsze koraliki. W ten sposób można tworzyć polimery choćby o kształcie grzebieni, pierścieni, gwiazd, drzewek czy całych sieci. Jeśli zaś odpowiednio zaprojektuje się kształt i skład polimeru - zyskuje on pożądane właściwości fizyko-chemiczne. Dlatego można projektować np. polimery, które pod wpływem określonych bodźców rozszerzają się lub kurczą, same się organizują lub naprawiają uszkodzenia. Mogą to być materiały supermiękkie, wyjątkowo twarde lub np. o bardzo małym współczynniku tarcia.
zob. też.
W gronie badaczy, którzy pracowali nad najnowszą publikacją w Chemical Science oprócz dr. Adama Gorczyńskiego znaleźli się też inni Polacy: dr Grzegorz Szczepaniak z CMU i Uniwersytetu Warszawskiego i Matylda Łagodzińska z Uniwersytetu w Oxfordzie.
Wyniki, które opublikowano pokazują, że reakcję ATRP można przeprowadzić nie tylko w odizolowanych układach ale także w otwartym naczyniu, na zwykłym stole.
- Wystarczy proste naczynie reakcyjne jak zwykła szklana fiolka lub szklanka, do którego należy dodać wszystkie niezbędne składniki i je wymieszać. Tak otrzymany „koktajl” ATRP naświetla się promieniami UV przez pół godziny i gotowe - opisuje prof. Matyjaszewski.
Jak mówił w wywiadzie z PAP dr Grzegorz Szczepaniak możliwość przeprowadzenia reakcji ATRP w obecności tlenu znacznie zmniejszy koszty jej wytwarzania bo nie trzeba będzie korzystać z wyrafinowanej aparatury. Będzie też dostępna dla szerszej grupy badaczy. W ten sposób każdy, kto potrzebuje zaawansowanych materiałów będzie mógł je w bardzo prosty sposób otrzymać w swoim laboratorium. Jedną z innych zalet nowej metody ATRP jest to, że umożliwia ona otrzymywanie polimerów w krótkim czasie, co ułatwia i przyspiesza proces odkrywania nowych materiałów.
Publikacja: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/sc/d0sc03179h#!divAbstract
Korzystałam z https://www.wirtualnemedia.pl/artykul/jak-dzialaja-polimery-szyc-na-miare-reakcja-atrp-w-warunkach-niemal-domowych
