Journal Nature Communicationsに掲載された研究によると、チームは、可視光を使用して重合を引き起こす反応性ラジカル種を生成する新しいシステムを作成しました。このシステムは、高解像度のパターニングと機械的強度の改善により、モノマーのポリマーへのほぼ完全な変換を実現します。
光重合は、3D印刷、歯科、マイクロエレクトロニクスなど、さまざまな業界で広く使用されている技術であり、液体モノマーは光にさらされると固体ポリマーに変換されます。フリーラジカル種を生成するプロセス - 重合を開始するために重要な反応性中間体 - は通常、紫外線（UV）光に依存しています。これは有害で、特殊な機器が必要です。
ただし、この新しい研究では、可視光を使用した代替アプローチを提示します。これは、より安全で、より幅広い材料と互換性があります。チームは、遷移金属錯体、特に鉄錯体のユニークな特徴を活用しました。特に、光誘発性リガンドから金属への電荷移動（LMCT）遷移を受けることができます。これらの遷移は、リガンドから金属中心への電子の移動により、反応性ラジカル種を生成し、重合を開始します。
鉄複合体と慎重に設計された可視光吸収体を組み合わせることにより、研究者は非常に効率的な可視光誘発フリーラジカル光重合を達成しました。吸収体は光増感剤として機能し、目に見える光を捕捉し、鉄複合体にエネルギーを伝達し、それがラジカル種を生成します。
さらに、チームは、サブマイクロメーターの解像度を備えた3D印刷、歯科複合硬化、ソフトアクチュエーターとセンサーの製造など、さまざまな実用的なアプリケーションでシステムを正常に適用しました。結果として得られるポリマーの改善された機械的特性と生体適合性により、これらのアプリケーションに適しています。
この研究の対応する著者であるCraig J. Hawker、UC Santa Barbaraの化学および材料の教授は、彼らの発見の重要性を強調しています。
「効率的なフリーラジカル光重合のために可視光を使用する能力は、3D印刷、コーティング、生物医学的アプリケーションなど、多くの分野で新しい機会を開きます。この作業は、光重合の分野の大きな進歩を表し、材料の処理と製造方法に革命をもたらす可能性があります。」
目に見える光吸収分子を光重合性システムに統合することにより、研究者はフリーラジカル光重合の効率を効果的に向上させ、さまざまな業界でより汎用性が高く、より安全な、実用的な用途への道を開きます。
