光重合は、3D印刷、歯科、電子機器などのさまざまな分野で広く使用されている技術ですが、その効率は、光の一部のみが光感受性分子によって効果的に吸収されるという事実によって常に制限されてきました。
UCSB化学のCraig Hawker教授が率いるチームは、新しく設計された有機染料をフォトポリマー樹脂に組み込むことでブレークスルーを行いました。この染料は非常に効率的なライトアブソーバーとして機能し、入射光のはるかに大部分を占領し、重合プロセスを促進する化学エネルギーに変換します。
色素濃度と照射条件を最適化することにより、研究者は、数秒後に軽曝露からわずか数秒以内にポリマーにモノマーをポリマーに前例のない99％変換を達成することができました。これは、通常、約50％の変換しか達成されない従来の光重合法と比較して大幅な改善を表しています。
「私たちの調査結果は、さまざまな用途に必要なエネルギー消費と処理時間を劇的に短縮することにより、光重合ベースの技術の新しい可能性を開きます」とホーカーは述べています。
この発見によって可能になった光重合の効率の向上は、より速く、よりエネルギー効率の高い3D印刷、歯科用詰め物と接着剤の改善、および電子成分のより効率的な製造につながる可能性があります。このテクノロジーは、重合プロセスを正確に制御することが重要なマイクロ流体、センサー、光学系のアプリケーションにも有望です。
調査結果は、Science Advances誌に掲載されました。
