Panoramica schematica della reazione. L'attivazione a due colori di un ciclobutenedione stabile (luce UV) e dell'azobenzene tetracloruro orto-sostituito spostato verso il rosso (luce arancione) consente la formazione di un prodotto ligato nella reticolazione del polimero. Credito:Comunicazioni sulla natura (2022). DOI:10.1038/s41467-022-30002-6
I ricercatori QUT hanno utilizzato fasci di luce intersecanti per controllare le reazioni chimiche in un materiale avanzato, aprendo la strada a un uso futuro nelle stampanti 3D che stampano interi strati alla volta anziché singoli punti.
Il team di ricerca interdisciplinare del Centro per la scienza dei materiali del QUT, composto dalla dott.ssa Sarah Walden, Leona Rodrigues, la dott.ssa Jessica Alves, il professore associato James Blinco, la dott.ssa Vinh Truong e il professore laureato dell'ARC Christopher Barner-Kowollik, hanno pubblicato la loro ricerca in Comunicazioni sulla natura .
Il dottor Walden ha affermato che la luce è uno strumento particolarmente desiderabile per l'attivazione di processi chimici, a causa della precisione che offriva nell'avviare una reazione.
"La maggior parte del lavoro che i ricercatori del Soft Matter Materials Group di QUT hanno svolto in passato con la luce è stato quello di utilizzare un raggio laser per avviare e fermare una reazione chimica lungo l'intero volume in cui la luce colpisce il materiale", ha affermato il dottor Walden.
"In questo caso, abbiamo due fasci di luce di colore diverso e la reazione si verifica solo dove i due fasci si intersecano. Usiamo un colore di luce per attivare una molecola e il secondo colore di luce per attivare un'altra molecola. E dove i due i fasci di luce si incontrano, le due molecole attivate reagiscono per formare un materiale solido.
"Normalmente, in una stampante 3D, il getto d'inchiostro si muove in due dimensioni, stampando lentamente uno strato 2D prima di spostarsi verso l'alto per stampare un altro strato sopra. Ma usando questa tecnologia, potresti avere un intero foglio bidimensionale attivato e stampare il intero foglio in una volta."
Il professor Barner-Kowollik ha affermato che tali materiali attivati a due colori sono attualmente molto rari. "Questo progetto mira a dimostrare la fattibilità dell'inchiostro per la futura generazione di stampanti", ha affermato.
Il professor Barner-Kowollik, la cui carriera è incentrata sul potere e sulle possibilità della luce nella scienza dei materiali, è stato recentemente premiato con il più alto premio australiano per la chimica, la medaglia David Craig 2022, assegnata dall'Accademia australiana delle scienze.
Il professor Barner-Kowollik ha affermato che una delle sfide del progetto era trovare due molecole che potessero essere attivate da due diversi colori di luce e farle reagire insieme.
"Ecco da dove viene l'innovazione", ha affermato il professor Barner-Kowollik. "Vuoi che una molecola venga attivata con un colore di luce ma non con l'altro colore e viceversa. Non è facile da trovare, in realtà è piuttosto difficile da trovare."
Il Dr. Truong, dopo molto lavoro, è riuscito a trovare due molecole che reagivano alle luci nel modo richiesto e si combinavano per formare un materiale molto solido.
"Nella nostra progettazione chimica, entrambi i processi attivati dalla luce sono reversibili", ha affermato il dott. Truong. "Quindi possiamo controllare esattamente quando e dove si può formare il materiale solido". + Esplora ulteriormente
