La fotopolimerizzazione è una tecnica ampiamente utilizzata in diversi campi, come la stampa 3D, l’odontoiatria e l’elettronica, ma la sua efficienza è sempre stata limitata dal fatto che solo una piccola frazione della luce viene effettivamente assorbita dalle molecole fotosensibili.
Il team, guidato dal professore di chimica dell'UCSB Craig Hawker, ha fatto un passo avanti incorporando un colorante organico di nuova concezione nella resina fotopolimerica. Questo colorante agisce come un assorbitore di luce altamente efficiente, catturando una porzione molto più ampia della luce incidente e convertendola in energia chimica che guida il processo di polimerizzazione.
Ottimizzando la concentrazione del colorante e le condizioni di irradiazione, i ricercatori sono stati in grado di ottenere una conversione senza precedenti del 99% dei monomeri in polimeri in pochi secondi di esposizione alla luce. Ciò rappresenta un miglioramento significativo rispetto ai metodi di fotopolimerizzazione convenzionali, che in genere raggiungono solo il 50% circa di conversione.
"I nostri risultati aprono nuove possibilità per le tecnologie basate sulla fotopolimerizzazione riducendo drasticamente il consumo energetico e il tempo di elaborazione necessari per varie applicazioni", ha affermato Hawker.
La maggiore efficienza della fotopolimerizzazione resa possibile da questa scoperta potrebbe portare a una stampa 3D più rapida ed efficiente dal punto di vista energetico, a migliori otturazioni dentali e adesivi e a una produzione più efficiente di componenti elettronici. La tecnologia è promettente anche per applicazioni nel campo della microfluidica, dei sensori e dell’ottica, dove il controllo preciso del processo di polimerizzazione è fondamentale.
I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science Advances.
