Yifan Zhu, studente laureato alla Rice University, tiene in mano una fiala di fotosensibile, punti quantici semiconduttori che il laboratorio utilizza come catalizzatore per produrre polimeri sintetici funzionali alimentati dalla luce. Credito:Jeff Fitlow/Rice University
Gli scienziati della Rice University intendono utilizzare la potenza del sole per costruire polimeri sintetici funzionali utilizzando punti quantici fotosensibili, particelle semiconduttrici microscopiche, come catalizzatore.
I punti luminescenti sono larghi solo pochi nanometri, ma sono altamente sintonizzabili per le loro proprietà ottiche ed elettroniche uniche. Stanno cominciando a comparire nei display moderni, ma si prestano anche alla chimica industriale.
Il laboratorio di ricerca dei materiali del Rice, Eilaf Egap, si è concentrato su quest'ultimo con la sua dimostrazione di un metodo stabile ed economico per produrre polimeri attraverso la polimerizzazione radicalica a trasferimento atomico fotocontrollato. Il metodo potrebbe sostituire i catalizzatori molecolari o i costosi metalli di transizione attualmente utilizzati per produrre cose come i metacrilati (comuni nelle materie plastiche), stirene e copolimeri a blocchi.
Il lavoro di Egap, Il ricercatore post-dottorato di Rice e autore principale Yiming Huang e lo studente laureato Yifan Zhu sono dettagliati nella rivista dell'American Chemical Society Lettere macro ACS .
Il laboratorio ha utilizzato varie sorgenti luminose, compreso il sole e anche una lampada domestica, per illuminare una soluzione di punti quantici di seleniuro di cadmio disperso. Ciò ha introdotto la generazione di atomi di radicali liberi da un iniziatore a base di bromuro, che a sua volta ha attivato i monomeri di acrilato nella soluzione da legare. Poiché i monomeri testati nel laboratorio di Egap non avevano la capacità di interrompere la propagazione della catena, il processo è chiamato polimerizzazione vivente.
ricercatori della Rice University, da sinistra, Yiming Huang, Eilaf Egap e Yifan Zhu stanno impiegando il potere del sole per costruire polimeri sintetici funzionali usando fotosensibili, punti quantici semiconduttori come catalizzatore. Hanno detto che il processo di polimerizzazione vivente potrebbe portare alla creazione di nuovi polimeri. Credito:Jeff Fitlow/Rice University
"Continuerà fino a quando non consumerà tutti i monomeri o non deciderai di terminare, " ha detto Egap.
Egap, un assistente professore di scienza dei materiali e nanoingegneria e ingegneria chimica e biomolecolare, detta polimerizzazione a punti quantici promette una crescita altamente controllata di polimeri sofisticati. "La bellezza di questo è, se hai il monomero A e vuoi aggiungere i monomeri B e C in una sequenza specifica, ce la puoi fare, " ha detto. "In una polimerizzazione casuale, sarebbero dispersi casualmente lungo lo scheletro polimerico.
"L'implicazione qui - e parte del nostro obiettivo più ampio - è che possiamo sintetizzare strutture ibride organico-inorganico in modo controllato e periodico per molte applicazioni, " ha detto Egap.
Prevede che il processo potrebbe anche portare alla scoperta di nuovi polimeri. Uno potrebbe essere un fotocatalizzatore a punti quantici con un polimero semiconduttore attaccato che semplificherebbe la produzione di celle solari e altri dispositivi.
"Questi potrebbero anche essere rilevanti per i diodi emettitori di luce, magnetoelettronica e bioimmagini, " ha detto. "Potremmo farli crescere tutti in una volta. questo è il sogno, e penso che siamo a portata di mano".
