مولکول هایی که به عنوان چرخ های متصل عمل می کنند می توانند زنجیره های مولکولی طولانی را در کنار هم نگه دارند تا خواص پلیمرهای نرم را تغییر دهند.
روتاکسان ها ساختارهای مولکولی به هم پیوسته ای هستند که یک مولکول “محور” خطی در یک یا چند مولکول چرخه ای “چرخ” نفوذ می کند. گروه های حجیم در انتهای محور مانع از جدا شدن چرخ ها می شوند. اکنون، محققان دانشگاه هوکایدو دستاوردهای قبلی این فناوری را یک گام فراتر برده‌اند و ماکرو روتاکسان‌هایی ساخته‌اند که دارای چرخ‌های چند حلقه‌ای هستند که با چندین محور با وزن مولکولی بالا در هم قفل شده‌اند. آنها نوآوری خود را در مجله Angewandte Chemie International Edition گزارش می دهند گزارش کردند .
روتاکسان ها که در ابتدا به عنوان کنجکاوی های شیمیایی جذاب در نظر گرفته می شدند، اکنون برای طیف گسترده ای از کاربردهای بالقوه، از پلیمرهای نسل بعدی گرفته تا امکانات بلندپروازانه در محاسبات مولکولی، فناوری های حسگر، و تحویل دارو مورد بررسی قرار می گیرند.
محققان دانشگاه هوکایدو، با همکاران خود در جاهای دیگر در ژاپن، توجه خود را بر ساخت پلیمرهای شبکه ای جدید متمرکز کرده اند، که در آن ساختارهای حلقه پیچیده تر از دایره های ساده رشته های مختلف زنجیره های پلیمری بلند را در کنار هم نگه می دارند.
پروفسور Toshifumi Satoh از تیم هوکایدو می‌گوید: «ما فکر می‌کنیم ساختارهای چندحلقه‌ای در این ماکرو روتاکسان‌ها می‌توانند به عنوان افزودنی‌های غیر شسته‌شونده مفید باشند که به‌طور دائم در یک شبکه پلیمری از طریق چسبیدن به چندین زنجیره پلیمری مجاور باقی می‌مانند.»
چرخ‌های سه‌بعدی به‌عنوان شکل منحصربه‌فرد و بسیار انعطاف‌پذیری از اتصالات عرضی مولکولی عمل می‌کنند و به چرخ‌ها و رشته‌های پلیمری در هم قفل شده آزادی حرکت بسیار بیشتری نسبت به شبکه‌های متقاطع معمولی می‌دهند. تغییرات ساختاری باید اجازه کنترل دقیق بر روی خواص مواد نرم را بدهد تا آنها را برای انواع کاربردهای صنعتی و پزشکی مناسب کند.
گروه‌های تحقیقاتی دیگر با آرایش‌های مولکولی کوچک‌تر به موفقیت‌های مشابهی دست یافته‌اند، اما پیشرفت‌های دانشگاه هوکایدو این زمینه را به حوزه مولکول‌های بزرگ‌تر منتقل می‌کند.
محققان برخی از احتمالات این پیشرفت قابل توجه جدید در شیمی پلیمرها را با استفاده از مواد شیمیایی به نام پلی دی متیل سیلوکسان ها (PDMS) برای ساخت حلقه های چند حلقه ای بررسی کردند. آنها توانستند تعداد متفاوتی از واحدهای چرخه ای را با حلقه هایی با اندازه های مختلف بسازند. هنگامی که با زنجیره های پلیمری سیلیکونی با عوامل اتصال عرضی کوتاه ترکیب می شوند، واحدهای چند حلقه ای به طور موثر در یک شبکه توسعه یافته، مخلوط و در هم قفل شده که به تازگی شکل می گیرد، ادغام می شوند.
Satoh می‌گوید: «ما برخی از پتانسیل‌های ساخت مواد نرم اصلاح‌شده را با اندازه‌گیری عملکرد میرایی شبکه‌ها بررسی کردیم، که اساساً توانایی یک ماده برای جذب و کاهش ارتعاشات است. این نشان داد که ماکروروتاکسان‌های ما نسبت به شبکه‌های پلیمری معمولی به بهبودهای قابل توجهی در راندمان میرایی دست یافته‌اند.
ساتو و همکارانش اکنون قصد دارند تا احتمالات بیشتری را بررسی کنند که می‌تواند بر پایه‌های اثبات مفهومی که توسط پیشرفت فعلی آنها ایجاد شده است، ایجاد شود.
– این بیانیه مطبوعاتی در ابتدا در وب سایت دانشگاه هوکایدو منتشر شد