Dispersjoner av polymerpartikler i en flytende fase (latexer) har mange viktige anvendelser innen beleggteknologi, medisinsk bildebehandling og cellebiologi.Et fransk team av forskere har nå utviklet en metode, rapportert i tidsskriftetAngewandte Chemie International Edition, for å produsere stabile polystyrendispersjoner med enestående store og jevne partikkelstørrelser.Smale størrelsesfordelinger er avgjørende i mange avanserte teknologier, men var tidligere vanskelig å produsere fotokjemisk.
Polystyren, ofte brukt til å lage ekspandert skum, er også godt egnet til produksjon av latekser, der de mikroskopisk bittesmå polystyrenpartiklene er suspendert.De brukes til fremstilling av belegg og maling og også til kalibreringsformål i mikroskopi og imedisinsk bildediagnostikkog cellebiologiforskning.De produseres vanligvis ved termisk eller redoksindusertpolymerisasjoninnenfor løsningen.
For å få en ekstern kontroll over prosessen, har teamene Muriel Lansalot, Emmanuel Lacôte og Elodie Bourgeat-Lami ved Université Lyon 1, Frankrike, og kolleger vendt seg til lysdrevne prosesser."Lysdrevet polymerisering sikrer tidsmessig kontroll, fordi polymeriseringen bare fortsetter i nærvær av lys, mens termiske metoder kan startes, men ikke stoppes når de er i gang," sier Lacôte.
Selv om UV- eller blålysbaserte fotopolymerisasjonssystemer er etablert, har de begrensninger.Kortbølgelengde stråling spres nårpartikkelstørrelseblir nær strålingsbølgelengden, noe som gjør latekser med partikkelstørrelser større enn de innkommende bølgelengdene vanskelig å produsere.I tillegg er UV-lys svært energikrevende, for ikke å snakke om farlig for menneskene som jobber med det.
Forskerne utviklet derfor et finjustert kjemisk initieringssystem som reagerer på standard LED-lys i det synlige området.Dette polymerisasjonssystemet, som er basert på et akridinfargestoff, stabilisatorer og en boranforbindelse, var det første til å overvinne "300-nanometer-taket", størrelsesgrensen for UV- og blålys-drevet polymerisering i et dispergert medium.Som et resultat, for første gang, var teamet i stand til å bruke lys til å produsere polystyrenlatexer med partikkelstørrelser større enn én mikrometer og med svært jevne diametre.
Teamet foreslår søknader langt utoverpolystyren."Systemet kan potensielt brukes i alle områder der latekser brukes, for eksempel filmer, belegg, støtter for diagnostikk og mer," sier Lacôte.I tillegg kunne polymerpartiklene modifiseres medfluorescerende fargestoffer, magnetiske klynger eller andre funksjoner som er nyttige for diagnostiske og bildebehandlingsapplikasjoner.Teamet sier at et bredt spekter av partikkelstørrelser som spenner over nano- og mikroskalaen ville være tilgjengelig "bare ved å justere de innledende forholdene.
Innleggstid: 26. oktober 2023