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。ただし、光重合の効率は、通常、有機染料である光開始剤による可視光の低い吸収によって制限されます。
この課題に対処すると、研究チームは光合成からインスピレーションを引き出しました。光合成は、植物が日光を化学エネルギーに変換するプロセスです。光合成は、光吸収色素を利用して太陽エネルギーを捕捉し、化学反応を促進する反応性中間体を生成します。
研究者は、金属リガンド複合体を光重合システムに組み込むことにより、同様の戦略を実装しました。この金属リガンド複合体は、目に見える光を効率的に捕獲し、重合を開始できる活性ラジカル種を生成する人工光産卵ユニットとして機能します。
このアプローチを使用することにより、研究者は、高解像度のパターニングと強化された機械的特性を備えたモノマーのポリマーへのほぼ100％の変換を達成しました。これは、通常、より低い変換効率を示す従来の光重合法と比較して大幅な改善を表しています。
この研究では、高度な製造、3D印刷、およびマイクロエレクトロニクスに潜在的な用途を備えた、より効率的で環境に優しい光重合技術を開発するための新しい道を開きます。目に見える光吸収を強化し、より高い変換効率を達成することにより、この技術はエネルギー消費を減らし、さまざまな光ベースの製造プロセスの性能を向上させることができます。
