Полимер может сравниться с ожерельем маленьких молекул, которые химически соединены. Полимеры – основание огромного множества естественных и искусственных материалов, от кожи, волос и ДНК, к самым простым и самым продвинутым пластмассам. Свойства этих материалов полимера в основном определены их пространственной структурой, также известной как ‘структура’.Полимеры могут быть настолько же прямыми как сырые спагетти, но могут также произойти как путаница приготовленных спагетти.
Цепи полимера сопротивляются изменениям своей структуры, например когда они протянуты. Этот весенний эффект предоставляет эластичность резиновым изделиям, гибкость к пластмассам и силу к цитоскелету клетки. Поэтому, чтобы изменить структуру полимера, сила должна быть применена к молекуле.
Но выяснение точной структуры полимера особенно трудное, особенно если полимеры окружены многими другими веществами, такой как в клетке.Отпечаток пальцаКоманда исследователей от Physical Chemistry and Soft Matter Group Вагенингенского университета, во главе с Йорисом Шпракелем, проектировала новый вид полимера, который ‘сообщает’ о его пространственной конфигурации исследователям через свет, который это излучает.
Доктор философии кандидат Хэнд Синджил выполнил работу на водорастворимых полупроводниковых полимерах, которые исследователи назвали спрягаемыми полиэлектролитами (CPEs).Люминесцентные полимеры существовали в течение некоторого времени. Они изменяют цвет, как их структура изменяется. Характерная особенность полимеров CPE – то, что нюансы могут наблюдаться в этих цветных изменениях.
Следующее озарение с Ультрафиолетовым светом, существующие полимеры испускают цветовую гамму, которая похожа на профиль горы со стрижкой под ежика. Но у новых полимеров есть свой собственный ‘отпечаток пальца’: они показывают определенные пики в спектре. Кроме того, эти пики, которые изменение как пространственная структура изменяет, например, если материал, в который они включены, протянут.
В результате новые полимеры могут обнаружить очень малочисленные силы на наноразмерном.Искусственный вирус
В их публикации в Журнале американского Химического Общества химики Вагенингена демонстрируют функционирование своих полимеров CPE. С этой целью они использовали белок, который был разработан их коллегами в Вагенингене, Renko de Vries и Мартине Коэне Стюарте. Белок – высоко упрощенная версия искусственного вируса; как биологический вирус, это связывает с ДНК и впоследствии заключает в капсулу его. Sprakel: «В нашем эксперименте CPE был заключен в капсулу упрощенным искусственным вирусным белком, дав ему твердый слой, который заставил полимер изменять форму.
Используя простую и неразрушающую легкую спектроскопию, этот процесс герметизации может теперь быть изучен подробно».РазрывНовые полимеры могут использоваться во многих целях.
Например, группы молекул могут быть присоединены к полимерам для определенных заявлений, таких как обнаружение белков или токсинов. Благодаря этому открытию возможно изучить изменения в структуре, также глубоко в сложных веществах и материалах, совершенно новым способом.
Например, это предлагает улучшенный метод для определения точно, как вирусное протяжение белков и сгиб, чтобы заключить в капсулу ДНК, или как очень незначительное повреждение к полимерным материалам постепенно накапливается и в конечном счете заставляет материалы разрывать.Исследователи в настоящее время работают над фундаментальным исследованием, которое идет вне показа, простиралась ли цепь полимера: они стремятся показывать точно, где в цепи это протяжение произошло.