Dispersies van polymeerdeeltjes in een vloeibare fase (latexen) hebben veel belangrijke toepassingen in coatingtechnologie, medische beeldvorming en celbiologie.Een Frans team van onderzoekers heeft nu een methode ontwikkeld, waarover in het tijdschrift wordt gerapporteerdAngewandte Chemie Internationale Editie, om stabiele polystyreendispersies te produceren met ongekend grote en uniforme deeltjesgroottes.Smalle grootteverdelingen zijn essentieel in veel geavanceerde technologieën, maar waren voorheen moeilijk fotochemisch te produceren.
Polystyreen, vaak gebruikt om geëxpandeerd schuim te maken, is ook zeer geschikt voor de productie van latexen, waarin de microscopisch kleine polystyreendeeltjes zijn gesuspendeerd.Ze worden gebruikt bij de vervaardiging van coatings en verven, maar ook voor kalibratiedoeleinden in de microscopie en inmedische beeldvormingen celbiologisch onderzoek.Ze worden meestal geproduceerd door thermisch of redox-geïnduceerdpolymerisatiebinnen de oplossing.
Om externe controle over het proces te verkrijgen, hebben de teams Muriel Lansalot, Emmanuel Lacôte en Elodie Bourgeat-Lami van de Université Lyon 1, Frankrijk, en collega's zich tot lichtgestuurde processen gewend.“Lichtgestuurde polymerisatie zorgt voor temporele controle, omdat polymerisatie alleen plaatsvindt in de aanwezigheid van licht, terwijl thermische methoden kunnen worden gestart maar niet kunnen worden gestopt als ze eenmaal onderweg zijn”, zegt Lacôte.
Hoewel er op UV- of blauw licht gebaseerde fotopolymerisatiesystemen bestaan, hebben ze beperkingen.Kortgolvige straling wordt verstrooid wanneer dedeeltjesgroottekomt dicht bij de stralingsgolflengte, waardoor latexen met deeltjesgroottes groter dan de binnenkomende golflengten moeilijk te produceren zijn.Bovendien is UV-licht zeer energie-intensief en niet te vergeten gevaarlijk voor de mensen die ermee werken.
De onderzoekers ontwikkelden daarom een verfijnd chemisch initiatiesysteem dat reageert op standaard LED-licht in het zichtbare bereik.Dit polymerisatiesysteem, dat is gebaseerd op een acridinekleurstof, stabilisatoren en een boraanverbinding, was het eerste dat het ‘plafond van 300 nanometer’ overwon, de maximale grootte van door UV en blauw licht aangedreven polymerisatie in een gedispergeerd medium.Als gevolg hiervan kon het team voor het eerst licht gebruiken om polystyreenlatexen te produceren met deeltjesgroottes groter dan één micrometer en met zeer uniforme diameters.
Het team stelt toepassingen voor die veel verder gaanpolystyreen.“Het systeem zou potentieel kunnen worden gebruikt op alle gebieden waar latexen worden gebruikt, zoals films, coatings, ondersteuning voor diagnostiek en meer”, zegt Lacôte.Bovendien zouden de polymeerdeeltjes kunnen worden gemodificeerd metfluorescerende kleurstoffen, magnetische clusters of andere functionaliteiten die nuttig zijn voor diagnostische en beeldvormingstoepassingen.Het team zegt dat een breed scala aan deeltjesgroottes op nano- en microschaal toegankelijk zou zijn “simpelweg door de beginvoorwaarden af te stemmen.
Posttijd: 26 oktober 2023