通过在合成分子组装过程中控制形状，大小和成分，研究人员可以开始探究这些因素如何影响软材料的功能。找到这些答案有助于推进病毒学，药物输送的发展和新材料的创造。

伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校的化学和生物分子工程教授Damien Guironnet说：“我们接触这个新的研究概念并不是试图解决问题，而是通过询问软分子合成的可能性。”并且是一项新研究的主要作者。“如果我们能够在分子合成过程中控制形状，大小和成分等因素，那会是什么意思?”

该研究结果发表在“美国国家科学院院刊”上。

研究人员表示，多年来，科学家一直在努力澄清纳米颗粒的形状和大小如何影响其在活组织内的行为。“我们创造的合成分子的大小与病毒的大小相对应，”化学和生物分子工程研究生和研究合着者Dylan Walsh说。“通过控制这些因素进行的观察将使研究人员能够探究这些类型的问题。”

该团队结合了经典的化学合成技术和基本的化学工程原理。他们通过所用构件的流速引入了对聚合物形成顺序的精确控制。研究人员说，通过改变流速，新工艺可以产生具有独特结构的软物质。

“我们使用数学模型来预测我们创建的分子的形状，大小和组成，并在实验室中使用计算机引导的合成来调整控制聚合物结构的混合物的流速，”Guironnet说。

研究人员认为仅仅声明他们可以做到这一点是不够的 - 他们需要证明这一点。

“我们的数学建模不包括任何假设，因此除了我们的模型之外，没有其他任何东西可以形成，但数学不是你能看到的东西，”Guironnet说。“形状是我们可以看到的，我们能够通过显微成像验证我们形成的聚合物与我们预测的一致。”

该团队使用可溶于有机溶剂的合成分子实现了这一目标，但下一步将是转移到水溶性分子上。“如果我们真的想要更好地了解我们的免疫反应并提高药物输送的特异性，我们需要它们是水溶性的，这样它们才能在我们体内发挥作用，”Guironnet说。

研究人员认为这项工作是推动软材料合成聚合物科学发展的重要一步。

“我们可以使用新的构建模块，现在我们可以研究如何使用这些模块在分子水平上组装新材料，”沃尔什说。“我们认为它与乐高积木合作，看看各个积木的形状如何影响最终产品。”

国家科学基金会支持这项研究。