Le dispersioni di particelle polimeriche in una fase liquida (lattici) hanno molte importanti applicazioni nella tecnologia dei rivestimenti, nell'imaging medico e nella biologia cellulare.Un team francese di ricercatori ha ora sviluppato un metodo, riportato nella rivistaAngewandte Chemie Edizione Internazionale, per produrre dispersioni di polistirene stabili con dimensioni delle particelle grandi e uniformi senza precedenti.Le distribuzioni di dimensioni strette sono essenziali in molte tecnologie avanzate, ma in precedenza erano difficili da produrre fotochimicamente.
Il polistirolo, spesso utilizzato per creare schiuma espansa, si adatta bene anche alla produzione di lattici, in cui sono sospese le microscopiche particelle di polistirolo.Vengono utilizzati nella produzione di rivestimenti e vernici e anche per scopi di calibrazione in microscopia e inimaging medicoe ricerca sulla biologia cellulare.Di solito sono prodotti termicamente o indotti da ossido-riduzionepolimerizzazioneall'interno della soluzione.
Per ottenere un controllo esterno sul processo, i team Muriel Lansalot, Emmanuel Lacôte ed Elodie Bourgeat-Lami dell'Università Lyon 1, Francia, e colleghi, si sono rivolti a processi guidati dalla luce.“La polimerizzazione guidata dalla luce garantisce il controllo temporale, perché la polimerizzazione procede solo in presenza di luce, mentre i metodi termici possono essere avviati ma non arrestati una volta avviati”, afferma Lacôte.
Sebbene siano stati stabiliti sistemi di fotopolimerizzazione basati su UV o luce blu, essi presentano dei limiti.La radiazione a lunghezza d'onda corta viene diffusa quandodimensione delle particellesi avvicina alla lunghezza d'onda della radiazione, rendendo difficile la produzione di lattici con dimensioni delle particelle maggiori delle lunghezze d'onda in ingresso.Inoltre, la luce UV è ad alta intensità energetica, per non parlare dei pericoli per gli esseri umani che lavorano con essa.
I ricercatori hanno quindi sviluppato un sistema di avvio chimico perfezionato che risponde alla luce LED standard nella gamma visibile.Questo sistema di polimerizzazione, basato su un colorante di acridina, stabilizzanti e un composto di borano, è stato il primo a superare il “tetto di 300 nanometri”, il limite dimensionale della polimerizzazione guidata dai raggi UV e dalla luce blu in un mezzo disperso.Di conseguenza, per la prima volta, il team è stato in grado di utilizzare la luce per produrre lattici di polistirene con dimensioni delle particelle superiori a un micrometro e con diametri altamente uniformi.
Il team suggerisce applicazioni ben oltrepolistirolo.“Il sistema potrebbe essere potenzialmente utilizzato in tutti i settori in cui vengono utilizzati i lattici, come pellicole, rivestimenti, supporti per la diagnostica e altro ancora”, afferma Lacôte.Inoltre, le particelle polimeriche potrebbero essere modificate concoloranti fluorescenti, cluster magnetici o altre funzionalità utili per applicazioni diagnostiche e di imaging.Il team afferma che un’ampia gamma di dimensioni delle particelle che abbracciano la scala nano e micro sarebbe accessibile “semplicemente sintonizzando le condizioni iniziali.
Orario di pubblicazione: 26 ottobre 2023