Polimery to substancje, których cząsteczki są długimi łańcuchami złożonymi z mniejszych elementów. Pół biedy, gdy wszystkie elementy są takie same. Ale tzw. kopolimery mają w składzie dwa lub więcej rodzajów budulca (tzw. monomery). Polimerami są białka (i kodujące je cząsteczki DNA), polimerami jest wiele cukrów i innych substancji występujących w przyrodzie.
Ubiegłe stulecie poznało nowe rodzaje polimerów - tworzywa sztuczne. Teraz chemicy są w stanie tworzyć ich tak wiele, że zaczynają się w tym gubić. Syntetyczne kopolimery mogą diametralnie różnić się własnościami chemicznymi i fizycznymi. Odpowiada za to bowiem nie tylko ich "zwyczajny skład chemiczny", czyli proporcja atomów poszczególnych pierwiastków, ale - przede wszystkim - skład i kolejność poszczególnych cegiełek w długich, wymyślnie poplątanych łańcuchach. W dodatku, już na poziomie nano takie monomery często łączą się spontanicznie w większe grupy, zmieniając właściwości tworzywa, w sposób nieraz zaskakujący. Określony układ nanocząstek w obrębie polimeru może mieć np. szczególne własności optyczne (jak w tzw. pelerynach niewidkach).
Biologia wciąż tropi sekrety białek, których działanie w żywych organizmach zależy np. od tego, czy dany fragment cząsteczki wywija się w lewo, czy w prawo . Naukowcy zatrudniają do tego superkomputery, a nawet - społecznościowe turnieje internetowe. Gracze z całego świata rozwiązują naukowe łamigłówki , z którymi nie poradzi sobie ani maszyna, ani najlepszy zespół badaczy.
W prestiżowym magazynie "Science" dwaj kaliforniscy naukowcy próbują zapobiec podobnej sytuacji w tworzywach sztucznych. Ich zdaniem, branża stoi właśnie w obliczu takiego bogactwa, że nie wiadomo, czy to nie jest puszka Pandory.
Polimery mogą się bowiem różnić nie tylko takimi własnościami jak wytrzymałość, elastyczność, czy możliwość zastosowania w superkomputerach optycznych. Producenta (i konsumenta) powinna interesować też biodegradowalność, toksyczność i potencjalny wpływ na organizmy żywe, ryzyko zanieczyszczenia środowiska .
- A my mamy problem z liczeniem - ubolewa prof. Glenn Fredrickson z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara, jeden z autorów pracy. Sztucznych tworzyw można dziś syntetyzować miliony , a liczba ta rośnie skokowo wraz z odkryciem kolejnych monomerów.
Badacze z Kalifornii sugerują kolegom podjęcie wspólnego wysiłku teoretycznego i opracowanie komputerowych symulatorów , które odgadną właściwości nowych klas polimerów. Są optymistami, bo współczesna chemia materiałowa (czyli de facto - nanotechnologia) obok ryzyk niesie olbrzymie bogactwo nowych możliwości. Kalifornijski symulator jest już dość zaawansowany. Nad podobnymi narzędziami do teoretycznego opanowania tej powodzi nowych substancji pracują też np. duże firmy komputerowe , licząc na modyfikację lub drastyczną zmianę technologii produkcji elektroniki opierającej się dziś na kryształach krzemu.
- Kopolimery są niezwykle różnorodne - mamy olbrzymi zakres swobody w projektowaniu kolejnych substancji, więc mamy duże szanse na opracowanie tworzyw o naprawdę unikalnych właściwościach - podkreśla Fredrickson.
