Nieuws

Ontdekking fusillivormige polymeren via nieuw soort klikchemie

article_published_on_label
16 augustus 2021

Wat heeft pasta met chemie te maken? Dat antwoord ligt in de ontdekking van fusillivormige polymeren uit een nieuw soort klikchemie. Deze chemische reactie kan worden beschouwd als een doorbraak in de vorming en manipulatie van hoogwaardige polymeren. De fusilli-achtige vorm voegt extra functionaliteit toe aan het materiaal, zoals een betere aanhechting. Op termijn kan deze ontdekking leiden tot geavanceerde, slimme verpakkingsmaterialen en geneesmiddelen.

Het onderzoek is net gepubliceerd in Nature Chemistry en biedt een nieuwe manier om op maat gemaakte polymeren te vormen, met goed gedefinieerde heliciteiten (zoals DNA). Het biedt ook een handvat voor verdere toepassing via vergelijkbare, milde klikreacties.

Onderdeel van het internationale consortium zijn onder andere Nobelprijswinnaar en uitvinder van klikchemie K. Barry Sharpless en professor Han Zuilhof, van de groep Organische Chemie aan Wageningen University & Research.

Het nieuwe fusillivormige polymeer (klik om te vergroten)
Het nieuwe fusillivormige polymeer (klik om te vergroten)

Efficiënt materialen op aanbrengen

Zuilhof is erg blij met de resultaten van het onderzoek: “We maken nu een polymeer die op zichzelf al interessante eigenschappen en een mooie structuur heeft, maar daarbovenop de mogelijkheid biedt om er - door milde klikchemie - efficiënt andere materialen op aan te brengen.” Hij legt uit: “In plaats van in te grijpen op de gebruikte bouwstenen van de polymeerbasis zelf, kan dit nu achteraf. Dit proces van modificatie na de polymerisatie stelt ons in staat om veel verschillende soorten polymeren te creëren uit één enkele basis. Dit soort klikchemie opent vele mogelijkheden om polymeren met verschillende functionaliteiten te maken."

SuFEx polymer.png

Zuilhof vergelijkt klikchemie ook wel met bouwen met LEGO: “Op verschillende onderdelen kan worden geklikt en van daaruit kun je bouwen. Dit is eigenlijk een zacht proces en kan ook worden gedaan met kwetsbare bouwstenen. Een bioactief materiaal, zoals peptiden of antivirale middelen kan bijvoorbeeld kwetsbaar zijn en het polymerisatieproces niet overleven of gehecht blijven. We hebben nu een extra moleculaire tool gemaakt, om eerst de bouwstenen te maken en daarna vast te klikken. Dit handvat opent veel deuren naar nieuwe materialen en voegt een extra mogelijkheid toe aan de gereedschapskist van 21e-eeuwse chemici."

Over het consortium

Het consortium bestaat uit een team van 16 wetenschappers uit de VS, China, Australië, Saoedi-Arabië en Nederland, waaronder Zuilhof’s teamleden Sidhu Pujari, Dongdong Liang en Hafedh Driss.

Samenvatting onderzoek

Een multidimensionale verbindingshub voor lineaire polymeersynthese met het potentieel voor postpolymerisatiemodificatie (PPM) is traditioneel een uitdaging voor het selectiviteits- en reactiviteitsprobleem. Nu kunnen polymerisatie en PPM efficiënt worden uitgevoerd in een stereogeen zwavel (VI) -centrum afgeleid van thionyltetrafluoride en primair amine met Sulphur (VI) Fluoride Exchange (SuFEx) -chemie.