Ny metode gør generiske polymerer selvlysende

Forskere fra Hokkaido University har med succes udviklet en ny metode til at give luminescerende egenskaber til generiske polymerer, såsom polystyren og polyethylen. Teknikken, som blev offentliggjort i tidsskriftet Angewandte Chemie International Edition , gør det muligt nemt at fremstille selvlysende polymerer uden at bruge komplicerede organiske syntetiske metoder.

"Luminescerende polymerer er meget udbredt i det moderne samfund, i applikationer som organiske lasere, solceller, sensorer og biobilleddannelse, men deres fremstilling kræver ofte flere kemiske syntesetrin, som er både tids- og arbejdskrævende, " forklarer professor Hajime Ito, en af ​​forfatterne til undersøgelsen og vicedirektør for Institute for Chemical Reaction Design and Discovery (WPI-ICReDD) ved Hokkaido University.

For at overvinde dette problem, forskerholdet undersøgte, om selvlysende polymerer kunne fremstilles ved hjælp af mekanisk kraft i modsætning til sofistikeret kemisk syntese.

"Det er velkendt, at mekanisk stimulerende polymerer, for eksempel ved at male eller knuse dem, genererer reaktive arter kaldet frie radikaler, " siger lektor Koji Kubota fra Hokkaido University, en papirmedforfatter. "Inspireret af dette fænomen, såvel som vores tidligere forskning i mekanisk kraft-induceret luminescens og reaktioner, vi ville undersøge, om vi kunne finde en enklere metode til at fremstille funktionelle selvlysende materialer."

I dette studie, forskerne placerede polymeren og de præ-fluorescerende radikalreaktanter sammen i en kuglefræserkrukke indeholdende kugler af rustfrit stål. Krukken blev derefter rystet, hvilket får kuglerne til at male de faste forbindelser og starte en reaktion. Under denne proces, de kovalente bindinger i polymerkæderne blev spaltet, og de præ-fluorescerende molekyler blev indsat i polymeren, opnå en væsentlig højere emissionsintensitet. Forskerne har med succes anvendt denne metode til polystyren, polyethylen, polyphenylensulfid, polysulfon, og andre generiske polymerer.

"Med videre udvikling, metoden kunne potentielt tilpasses til at introducere andre funktioner til generiske polymerer, " siger Hokkaido University Assistant Professor Mingoo Jin.

"I fremtiden, vi håber at bruge denne metode til at udvikle nye sanse- og optagelsesmaterialer, der skifter farve som reaktion på mekaniske stimuli, " tilføjede Hajime Ito.

Dette kunne bane vejen for "smarte" materialer til en bred vifte af applikationer, såsom biobilleddannelsesreagenser og trykfølsomme sensorer.