I polimeri multi-stimolo sensibili sono macromolecole in grado di modificare la loro struttura e le loro proprietà in risposta a stimoli esterni quali temperatura, luce, pH, reazioni redox, interazioni host-guest. L'efficienza nella risposta dipende dalla natura dei gruppi funzionali presenti nel polimero e dal fatto che, tipicamente, ogni catena polimerica contiene più copie di un gruppo funzionale stimolo-sensibile. D'altro canto, è anche possibile inserire, nella stessa macromolecola, funzionalità sensibili a stimoli diversi, ottenendo, così, materiali caratterizzati da proprietà estremamente versatili che possono trovare impiego in molteplici settori.
L'obiettivo del presente progetto è la sintesi di polimetacrilati anfifili funzionalizzati con 2-(idrossiimmino)aldeidi (RC(=NOH)CHO) e lo studio delle loro proprietà auto-assemblanti in soluzione acquosa in funzione di temperatura, pH, fotostimolazione e presenza di ioni metallici. La sensibilità al pH e alla luce UV, nonchè la possibilità di interagire con ioni metallici, è data dalla presenza del gruppo funzionale idrossimminoaldeide -C(=NOH)CHO, caratterizzato da una maggiore versatilità rispetto ad altre funzionalità descritte in letteratura, tipicamente sensibili ad un solo tipo di stimolo. Tramite polimerizzazione radicalica controllata RAFT, verranno preparati polimeri casuali e a blocchi di varia architettura (AB, ABA, BAB). I monomeri impiegati per le sintesi saranno: di(etilenglicole)metil etere metacrilato (MEO2MA), oligo(etilenglicole)metil etere metacrilato (MEO9MA) aventi rispettivamente 2 e 9 unità ripetitive di oligoetilenglicole in catena laterale e 4[(idrossiimmino)aldeide]butil metacrilato (HIABMA). L'utilizzo di monomeri MEOxMA aventi catene laterali idrofile di diversa lunghezza permetterà di modulare la temperatura di torbidità, o cloud point (TCP), dei polimeri, mentre i blocchi idrofobi saranno costituiti da pHIABMA.
L'innovazione di questa ricerca risiede sicuramente nella multi-stimolo sensibilità del gruppo funzionale 2-(idrossimmino)aldeide -C(=NOH)CHO, che conferisce una maggiore versatilità rispetto ad altre funzionalità descritte in letteratura, tipicamente sensibili ad un solo tipo di stimolo, e nelle potenzialità applicative dei copolimeri che contengono questo gruppo. Oltre ad essere fondamentali per le scienze mediche, lo studio e l'invenzione di nuovi materiali multi-stimolo sensibili sono essenziali anche per lo sviluppo di nuove tecnologie informatiche. In particolare, grazie all'introduzione di gruppi funzionali rispondenti in modo indipendente a diverse sollecitazioni, si può immaginare una scrittura parallela e contemporanea di informazioni; analogamente si può prospettare un aumento della densità di memoria. Altre potenziali applicazioni potrebbero riguardare l'ambito della sensoristica o quello della bonifica ambientale grazie alla capacità del gruppo ossima di coordinare ioni metallici altamente tossici quali Hg(II). Risulta chiaro come lo sviluppo di nuovi polimeri multi-stimolo-sensibili sia un'area di ricerca altamente interdisciplinare in cui si incontrano la chimica, la scienza dei materiali, la fisica, l'elettronica, la biologia molecolare.