Om een perfect gedefinieerd copolymeer te maken moet je de bouwstenen niet covalent aan elkaar zetten, maar via supramoleculaire zelfassemblage. Zo kun je namelijk exact bepalen wat er koppelt aan wat, stellen onderzoekers van de universiteit van Hiroshima in Nature Communications.

De truc is dat bij zelfassemblage de deelnemers niet chemisch met elkaar hoeven te reageren, maar alleen qua vorm op elkaar hoeven te passen. Je kunt dus diverse koppelmechanismes door elkaar gebruiken, die niet onderling uitwisselbaar zijn en elkaar chemisch gezien ook niet bijten.

In de publicatie gebruiken Takeharu Haino en collega’s er drie: een C₆₀-buckyball die past in een biscalix[5]areen, een trinitrofluorenon (TNF) dat zich laat inklemmen tussen twee porfyrineringen, en een barbituraatgroep die via waterstofbruggen wordt gebonden door bis(acetamidopyridinyl)isoftalamide oftewel ‘Hamilton’s host’. Zie de afbeelding. Voorzie je drie bouwstenen (monomeren) A, B en C aan beide uiteinden van een helft van een van die koppelingen, dan kunnen ze alleen in de volgorde ABCABCABC etc. aan elkaar worden geregen.

Bij traditionele copolymerisatie lukt zoiets nooit. Er bestaan maar een paar bruikbare polymerisatiereacties, en die verdragen elkaar niet. Bij radicaalpolymerisatie zijn álle uiteinden hetzelfde en wordt een mengsel van monomeren in volstrekt willekeurige volgorde aan elkaar geregen. Bij polycondensatie van bijvoorbeeld polyamides koppel je twee verschillende functionele groepen aan elkaar en kun je dus een ABABAB-volgorde maken door bouwsteen A aan beide uiteinden te voorzien van één van beide groepen en bouwsteen B van de andere. Maar met meer dan twee verschillende bouwstenen wordt ook hier de volgorde willekeurig.

De Japanners hebben nog geen concreet idee voor toepassingen van hun chemisch nogal ingewikkelde systeem, maar ze twijfelen er niet aan dat er situaties zijn waarin je er iets aan hebt.

bron: Hiroshima University