Forskere kaster lys over, hvordan man gør fotopolymerisering meget mere effektiv

Forskere ved University of California, Santa Barbara, har sammen med kolleger ved Osaka University og Tokyo Institute of Technology i Japan opdaget en måde at forbedre effektiviteten af ​​fotopolymerisering betydeligt, en proces, der bruger lys til at omdanne flydende monomerer til faste polymerer.

Fotopolymerisering er en meget brugt teknik inden for forskellige områder, såsom 3D-print, tandpleje og elektronik, men dens effektivitet har altid været begrænset af, at kun en lille del af lyset absorberes effektivt af de lysfølsomme molekyler.

Holdet, ledet af UCSB professor i kemi Craig Hawker, fik et gennembrud ved at inkorporere et nydesignet organisk farvestof i fotopolymerharpiksen. Dette farvestof fungerer som en meget effektiv lysabsorber, der fanger en meget større del af det indfaldende lys og omdanner det til kemisk energi, der driver polymerisationsprocessen.

Ved at optimere farvestofkoncentrationen og bestrålingsforholdene var forskerne i stand til at opnå en hidtil uset 99% omdannelse af monomerer til polymerer inden for blot et par sekunder efter lyseksponering. Dette repræsenterer en væsentlig forbedring sammenlignet med konventionelle fotopolymerisationsmetoder, som typisk kun opnår omkring 50 % omdannelse.

"Vores resultater åbner nye muligheder for fotopolymerisationsbaserede teknologier ved dramatisk at reducere energiforbruget og behandlingstiden, der kræves til forskellige applikationer," sagde Hawker.

Den forbedrede effektivitet af fotopolymerisering, som denne opdagelse muliggør, kan føre til hurtigere og mere energieffektiv 3D-print, forbedrede tandfyldninger og klæbemidler og mere effektiv fremstilling af elektroniske komponenter. Teknologien lover også for applikationer inden for mikrofluidik, sensorer og optik, hvor præcis kontrol over polymeriseringsprocessen er afgørende.

Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Science Advances.