Dispersioner av polymerpartiklar i vätskefas (latexer) har många viktiga tillämpningar inom beläggningsteknologi, medicinsk bildbehandling och cellbiologi.Ett franskt team av forskare har nu utvecklat en metod, rapporterad i tidskriftenAngewandte Chemie International Edition, för att producera stabila polystyrendispersioner med oöverträffat stora och enhetliga partikelstorlekar.Smala storleksfördelningar är väsentliga i många avancerade teknologier, men var tidigare svåra att producera fotokemiskt.
Polystyren, som ofta används för att skapa expanderat skum, är också väl lämpad för tillverkning av latex, där de mikroskopiskt små polystyrenpartiklarna är suspenderade.De används vid tillverkning av beläggningar och färger och även för kalibreringsändamål i mikroskopi samt imedicinsk bildbehandlingoch cellbiologisk forskning.De produceras vanligtvis av termiskt eller redox-induceradepolymerisationinom lösningen.
För att få en extern kontroll över processen har teamen Muriel Lansalot, Emmanuel Lacôte och Elodie Bourgeat-Lami vid Université Lyon 1, Frankrike, och kollegor, övergått till ljusdrivna processer."Ljusdriven polymerisation säkerställer tidsmässig kontroll, eftersom polymeriseringen bara fortsätter i närvaro av ljus, medan termiska metoder kan startas men inte stoppas när de väl är igång", säger Lacôte.
Även om UV- eller blåljusbaserade fotopolymerisationssystem har etablerats har de begränsningar.Kortvågig strålning sprids närpartikelstorlekblir nära strålningsvåglängden, vilket gör latexar med partikelstorlekar större än de inkommande våglängderna svåra att producera.Dessutom är UV-ljus mycket energikrävande, för att inte tala om farligt för de människor som arbetar med det.
Forskarna utvecklade därför ett finjusterat kemiskt initieringssystem som svarar på standard LED-ljus i det synliga området.Detta polymerisationssystem, som är baserat på ett akridinfärgämne, stabilisatorer och en boranförening, var det första att övervinna "taket på 300 nanometer", storleksgränsen för UV- och blåljusdriven polymerisation i ett dispergerat medium.Som ett resultat kunde teamet för första gången använda ljus för att producera polystyrenlatex med partikelstorlekar större än en mikrometer och med mycket enhetliga diametrar.
Teamet föreslår ansökningar långt bortompolystyren."Systemet skulle potentiellt kunna användas i alla områden där latex används, såsom filmer, beläggningar, stöd för diagnostik och mer", säger Lacôte.Dessutom skulle polymerpartiklarna kunna modifieras medfluorescerande färgämnen, magnetiska kluster eller andra funktioner som är användbara för diagnostik- och bildbehandlingstillämpningar.Teamet säger att ett brett spektrum av partikelstorlekar som spänner över nano- och mikroskalorna skulle vara tillgängliga "genom att helt enkelt justera de initiala förhållandena.
Posttid: 2023-okt-26