In Amsterdam, Nederland, op 24 juni 2025, heeft een team van onderzoekers van het Instituut voor Industriële Wetenschappen van de Universiteit van Amsterdam een opmerkelijke innovatie onthuld: een 'moleculaire fles'. Deze enkele polymeren-molecuul, gedetailleerd beschreven in het Journal of the American Chemical Society, is ontworpen om chemische reacties binnen zijn nanoschaal interieur te beheersen. Deze doorbraak belooft ongekende precisie in de polymerensynthese, wat de productie van gespecialiseerde materialen kan transformeren.
Onder leiding van Xiangyuan Guo heeft het team een 'bottlebrush'-polymeer gecreëerd. Dit ontwerp heeft een centrale, wormachtige structuur met talrijke uitstekende zijketens. Deze zijketens vormen een interne bufferzone, waardoor selectieve toegang van stoffen mogelijk is, terwijl andere worden uitgesloten. Dit ontwerp maakt de vorming van polymeren binnen ruimtes zo klein als een enkel molecuul mogelijk.
Senior auteur Shintaro Nakagawa benadrukte de veelzijdigheid van deze aanpak door met succes twee verschillende soorten polymeren te synthetiseren, waaronder een gespecialiseerde geconjugeerde polymeer op basis van thiophene. Dit heeft toepassingen in opto-elektronica. De nanoschaalreactieruimtes, die tientallen nanometers meten, bieden een niveau van controle dat vergelijkbaar is met dat van enzymen in biologische systemen.
Deze vooruitgang zou de productie van nanodeeltjes en andere materialen kunnen revolutioneren. Potentiële toepassingen omvatten geneeskunde, sensor technologieën en verschillende andere gebieden. Het onderzoek sluit aan bij lopende inspanningen om de efficiëntie en precisie van polymerensynthese te verbeteren, wat wordt aangetoond door recente vooruitgangen in fotopolymerisatietechnieken.