Dyspersje cząstek polimerów w fazie ciekłej (lateksy) mają wiele ważnych zastosowań w technologii powłok, obrazowaniu medycznym i biologii komórki.Francuski zespół naukowców opracował metodę, o której opisano w czasopiśmieWydanie międzynarodowe Angewandte Chemie, w celu wytworzenia stabilnych dyspersji polistyrenu o niespotykanie dużych i jednolitych rozmiarach cząstek.Wąskie rozkłady wielkości są niezbędne w wielu zaawansowanych technologiach, ale wcześniej były trudne do wytworzenia fotochemicznie.
Polistyren, często używany do produkcji pianki ekspandowanej, doskonale nadaje się także do produkcji lateksów, w których zawieszone są mikroskopijne cząsteczki polistyrenu.Wykorzystuje się je do produkcji powłok i farb, a także do celów kalibracyjnych w mikroskopii oraz wobrazowanie medycznei badania z zakresu biologii komórki.Zwykle wytwarza się je metodą termiczną lub indukowaną redokspolimeryzacjaw rozwiązaniu.
Aby uzyskać zewnętrzną kontrolę nad procesem, zespoły Muriel Lansalot, Emmanuel Lacôte i Elodie Bourgeat-Lami z Université Lyon 1 we Francji wraz ze współpracownikami zwróciły się ku procesom sterowanym światłem.„Polimeryzacja sterowana światłem zapewnia kontrolę czasową, ponieważ polimeryzacja przebiega tylko w obecności światła, podczas gdy metody termiczne można rozpocząć, ale nie można ich zatrzymać po ich rozpoczęciu” – mówi Lacôte.
Chociaż opracowano systemy fotopolimeryzacji wykorzystujące promieniowanie UV lub światło niebieskie, mają one ograniczenia.Promieniowanie krótkofalowe ulega rozproszeniu, gdy:rozmiar cząsteczkizbliża się do długości fali promieniowania, co utrudnia wytwarzanie lateksów o rozmiarach cząstek większych niż docierające długości fal.Ponadto światło UV jest bardzo energochłonne, nie mówiąc już o tym, że jest niebezpieczne dla pracujących z nim ludzi.
Dlatego badacze opracowali precyzyjnie dostrojony system inicjacji chemicznej, który reaguje na standardowe światło LED w zakresie widzialnym.Ten system polimeryzacji, oparty na barwniku akrydynowym, stabilizatorach i związku boranu, jako pierwszy przekroczył „sufit 300 nanometrów”, czyli granicę wielkości polimeryzacji napędzanej promieniowaniem UV i światłem niebieskim w ośrodku rozproszonym.W rezultacie zespołowi po raz pierwszy udało się wykorzystać światło do wytworzenia lateksów polistyrenowych o rozmiarach cząstek większych niż jeden mikrometr i bardzo jednolitych średnicach.
Zespół sugeruje zastosowania znacznie wykraczające poza te możliwościpolistyren.„System można potencjalnie zastosować we wszystkich obszarach, w których stosuje się lateksy, takich jak folie, powłoki, podłoża diagnostyczne i nie tylko” – mówi Lacôte.Ponadto cząstki polimeru można modyfikowaćbarwniki fluorescencyjne, klastry magnetyczne lub inne funkcje przydatne w zastosowaniach diagnostycznych i obrazowych.Zespół twierdzi, że szeroki zakres rozmiarów cząstek, obejmujący skalę nano i mikro, byłby dostępny „po prostu poprzez dostrojenie warunków początkowych.
Czas publikacji: 26 października 2023 r