Los polímeros dendronizados son formalmente polímeros de peine, y los dientes de los peines son dendrones. ¿Qué los hace tan únicos que normalmente no se los denomina como tales? Principalmente es la interacción compleja del tamaño de los dendrones, la distancia entre los dendrones y la flexibilidad/rigidez dorsal, junto con varias interacciones (por ejemplo, dendron / dendron, dendron / backbone, solventes / dendron). Todos estos factores se suman a una disminución más lenta de la densidad que va de adentro hacia afuera en comparación con los polímeros de peine comunes donde los dientes son cadenas lineales. Este perfil de densidad inusual, que ha sido discutido de manera controvertida para los dendrímeros de forma esférica, conduce a propiedades nuevas y bastante fascinantes de los polímeros por lo demás convencionales. El primer problema a mencionar aquí es su forma y su dependencia del reemplazo de dendron. Dependiendo de la estructura, el tamaño y la densidad de unión de los dendrones a lo largo de la columna vertebral, las cadenas principales de polímeros convencionales como el poliacrilato o el poliestireno pueden lograr conformaciones de bobinas lineales aleatorias o completamente alargadas: un polímero flexible, cocido y con forma de espagueti que se puede convertir en un varilla rígida (alto módulo de flexión) simplemente mediante un reemplazo adecuado con dendrones grandes. Este endurecimiento de la columna es causado por la repulsión estérica entre los dendrones colgantes. Por esta razón, toda la cuestión se denomina control de forma mediante la implementación de deformación estérica. En este sentido, la cepa estérica se puede comparar con el enlace y el apilamiento de hidrógeno, π como los principales determinantes de la forma en las proteínas o el ADN. En el caso extremo, que se describirá más adelante, la capa dendrítica alrededor del esqueleto polimérico es tan densa que una macromolécula puede transformarse en un cilindro molecular de dimensiones definidas: su longitud está determinada por el grado de polimerización y su diámetro es aproximadamente el doble del extensión dendron. En este caso, los dendrones se alejan entre sí para mantener al mínimo la repulsión estérica entre ellos. Sin embargo, los polímeros desndronizados también pueden diseñarse de modo que exista una interacción atractiva entre los dendrones que conduzca al control de la forma. Esto requiere dos características:

Este tipo de control de forma impulsado por las propiedades mesogénicas de los dendrones puede conducir a materiales en estado sólido altamente ordenados, como se describirá más adelante. Volvamos a los polímeros rígidos con una densa capa dendrítica alrededor de la columna.

A diferencia de los polímeros convencionales, su diámetro es del orden de unos pocos nanómetros en lugar de décimas de nanómetro. En consecuencia, la rigidez es tan alta que la longitud de persistencia de una sola cadena puede ser de unas pocas decenas de nanómetros. Por lo tanto, se puede esperar un módulo de flexión excepcionalmente alto, a pesar del hecho de que los polímeros todavía son monocatenarios. Por lo tanto, las varillas dendríticas podrían usarse para construcciones a nanoescala, al igual que un arquitecto construye marcos para casas, puentes, etc. madera contrachapada. Los primeros pasos en esta dirección serían aislar las varillas individuales, determinar su tamaño y moverlas. El alto módulo determina una fuerte tendencia de estas varillas a formar grandes matrices bidimensionales ordenadas en las que las varillas individuales se empaquetan paralelas entre sí como los troncos de los árboles de una balsa, la única diferencia es que los troncos dendríticos tienen una distribución de longitud. Tenga en cuenta que los dibujos de esta figura no tienen esto en cuenta. El frotamiento o el flujo unidimensional se pueden utilizar para orientar las varillas en áreas grandes. Estos grandes conjuntos ordenados en paralelo de objetos a nanoescala sobre superficies son de interés para una serie de aplicaciones, por ejemplo, como polarizadores, emisores polarizados o superficies orientables en pantallas de cristal líquido. El blindaje entra en juego cuando las columnas vertebrales son conductoras de electricidad o cuando son fluorescentes. En el primer caso, los cilindros dendríticos se pueden utilizar para contribuir al importante problema del transporte de carga a lo largo de una sola hebra molecular. Debido a su rigidez y tamaño simple, los cilindros individuales podrían colocarse entre nanoelectrodos, midiendo la corriente y correlacionándola con un solo cable molecular. La capa dendrítica actuaría simplemente como un caparazón aislante que, al mismo tiempo, proporciona cierta rigidez mecánica, un problema relevante para la fabricación del dispositivo. El aislamiento con capas dendríticas también puede ayudar a prevenir la extinción de la fluorescencia en fase masiva, ya que las espinas conjugadas tienen una fuerte tendencia a agruparse, lo que casi automáticamente da como resultado la extinción. De hecho, esto arruina la utilidad potencial de los polímeros conjugados como emisores de luz. Finalmente, la capa dendrítica podría usarse para recolectar y canalizar energía a la columna. Hablando de troncos de árboles y superficie cilíndrica: este también puede ser un punto de partida para pensar en las varillas dendríticas como soportes con curvaturas definidas a las que se podrían unir componentes catalíticamente activos. En cierto sentido, los cilindros de las dimensiones discutidas aquí cierran la brecha entre catálisis homogénea y heterogénea. Pueden combinar las respectivas ventajas de ambos. La adhesión de grupos catalíticamente activos a la superficie a distancias más o menos constantes puede proporcionar candidatos, por ejemplo, para aplicaciones en reactores de flujo. Los dendrímeros de forma esférica equipados con complejos de metales de transición ya se han utilizado con éxito para estos fines. El hecho de que el virus del mosaico del tabaco también tenga una forma cilíndrica a primera vista puede parecer un vínculo algo artificial con las ciencias de la vida, pero esta sorprendente similitud puede ayudar a empezar a pensar en el potencial significado biológico de las varillas dendríticas y sus derivados. Los dendrímeros esféricos ya se han utilizado como portadores de genes. Los dendrímeros de poli (amidoamina) cargados positivamente (PAMAM), por ejemplo, hacen que el ADN sea más compacto a través de interacciones de Coulomb, que facilitan la transfección de la membrana celular. Los primeros experimentos indican un comportamiento de agregación similar entre las cargas superficiales positivas de los cilindros y los fosfatos cargados negativamente del ADN. Esto podría afectar la endocitosis y la formación de endosomas, que son cuestiones importantes durante la transfección. Otra aplicación importante de los cilindros dendríticos es como anfífilos. Los anfífilos comunes como el dodecilsulfonato pueden formar micelas, bicapas y más agregados supramoleculares interesantes y, a veces, incluso comercialmente relevantes.