Предыдущие исследования, такие как исследование, проведенное группой нобелевского лауреата Джулио Натты в 1960-х годах, создавали полимеры с использованием метода, называемого асимметричной катионной полимеризацией. Однако их группа не смогла контролировать молекулярный вес. Контроль молекулярной массы полимеров, особенно тех, которые используются в производстве пластмасс, важен, поскольку он влияет на многие свойства пластмасс. Более жесткие текучие высокомолекулярные полимеры обеспечивают наилучшие эксплуатационные характеристики, поскольку они более прочные и устойчивые к химическому воздействию и воздействию окружающей среды.

Группа, в которую входят преподаватель Минето Утияма и профессор Масами Камигайто из Высшей инженерной школы Университета Нагои, а также профессор Котаро Сато из Токийского технологического института, успешно синтезировала оптически активные полимеры с контролируемой молекулярной массой. Для разработки комбинированной техники асимметричная живая катионная полимеризация, они объединили две существующие методики: их живая катионная полимеризация и Натта асимметричная катионная полимеризация. Этот новый метод позволяет создавать полимеры с контролируемой молекулярной массой и высокой оптической активностью, которые можно химически контролировать. Об их выводах сообщается в Журнал Американского химического общества.

Мономеры являются строительными блоками полимеров и поступают из различных источников. Чтобы протестировать свою новую технику, группа начала с бензофурана, который может быть получен из природных ресурсов и является предшественником полимера полибензофурана. Бензофуран образует жесткие полимеры с высокой температурой стеклования и высокой прозрачностью. Он также пригоден для химической переработки. Его высокая температура стеклования означает, что полимер сохраняет свою твердую форму даже при экстремальных температурах. Следовательно, бензофуран полезен для создания устойчивых прозрачных термопластов.

Как объясняет лектор Утияма, "Наш новый метод полимеризации позволяет контролировать как хиральность, так и молекулярную массу полибензофурана, что приводит к получению уникальных оптически активных полимерных материалов с высоко контролируемой структурой. Ожидается, что это исследование приведет не только к разработке новых прецизионных реакций полимеризации, но и к разработке новых функциональных полимерных материалов. Поскольку полибензофуран обладает свойствами высоко термостойкого пластика, ожидается, что он станет новым материалом в качестве термостойкой смолы с оптической активностью".

Кроме того, Утияма видит множество применений для этого соединения. "Полибензофуран имеет структуру, сходную с полистиролом, который является одним из основных пластмасс, ежедневно используемых для различных продуктов, таких как пластиковые контейнеры, футляры и упаковка", - говорит он. "Хотя полибензофуран не используется в качестве коммерчески доступного пластика, он имеет более жесткую молекулярную структуру и более высокую температуру стеклования, чем полистирол. Мы видим, что он используется как новый пластик с хорошими термическими свойствами. Кроме того, его уникальные оптические свойства могли бы обеспечить дополнительные функциональные возможности".

Исследование было поддержано грантом в помощь научным исследованиям в области науки и техники от Японского общества содействия развитию науки и Фонда Асахи Гласс.