Araştırmacılar Polimer Üretimi için Yeni Fotoaktivasyon Mekanizması Keşfetti
Kuzey Caroline Eyalet Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, saf monomer çözeltilerinden polimer jel nesneleri üretmek için görünür ışık, düşük enerji kullanmanın bir yolu olduğunu kanıtladı. Çalışma sadece bu malzemelerin üretilmesindeki mevcut zorluklara potansiyel bir çözüm bulmakla kalmıyor, aynı zamanda yüksek enerjili uyarılmış halleri üretmek için düşük enerjili fotonların bir araya gelmesine ışık tutuyor.
Polimer ürünleri – öncelikli olarak plastikler – su şişelerinden medikal uygulamalara kadar her şeyde kullanılır, her yıl milyarlarca pound ile bu malzemeler üretilmektedir. Seçilmiş polimerler, bir monomer çözeltisi ultraviyole ışığına maruz bırakıldığında, serbest radikal polimerizasyonu adı verilen bir süreç vasıtasıyla üretilebilir. UV ışığının yüksek enerjisi, polimeri şekillendirerek reaksiyona olanak sağlar. Bu yöntemin avantajları, daha az yan ürün kimyasal atık içermesi ve çevresel etkisi daha az olmasıdır.
Buna rağmen, bu yöntemin dezavantajları vardır. Bu polimerlerin üretilmesinde kullanılan yüksek enerjili UV ışığı da plastikleri bozabilir ve bazı malzemelerin üretilmesi için elverişli değildir.
Kuzey Caroline eyaletinde Goodnight Innovation seçkin kimya başkanı Felix N.Castellano daha önce daha güçlü uyarılmış hallere ulaşmak için düşük enerjili moleküllerin uyarılmış halleriyle bir araya gelmesinin mümkün olduğunu göstermiştir. Yeni bir katkı olarak; Castellano ve ekibi polimer jelleri oluşturmak için düşük enerjili sarı veya yeşil ışık polimer üretimine – homomoleküler üçlü bileşenli çoklu yapı yok etme adı verilen – bir işlem uyguladılar.
Ekip, çinko(II) mezo – tetrafenilporfirini (ZnTPP), trimetilolpropan triakrilat (TMPTA) ve metil akrilat (MA) olmak üzere iki farklı saf monomere çözdü ve sonrasında bu çözeltileri sarı ışığa maruz bıraktı. Işıktan gelen enerji ZnTPP deki homomoleküler üçlü bileşenleri çoklu yapıyı meydana getirir ve bu üçlü yapı bir araya geldiğinde, polimerizasyon işlemini güçlendirmek için yeterli enerjiye sahip olan son derece kısa ömürlü S2 uyarılmış halini meydana getirir.
Castellano der ki, “Üçlü yapı kimyasal terim olarak gerçekten uzun yaşıyorken -saniyenin binde biri yaşarlar – S2 uyarılmış hal sadece pikosaniye yaşar ki bu dokuz kat daha küçük anlamına gelir. ” “Bu işin önemli taraflarından biri eğer saf bir sıvıya sahipseniz, önemli dönüşümleri kolaylaştırmak için bu etkili, kısa ömürlü uyarılmış hallerden yararlanabileceğinizi kanıtlamaktır. Saf sıvı, elektronların etkin bir biçimde aktarılmasını sağlar. ”
Ekip sarı ve yeşil ışığın varlığında S2 uyarılmış halinin varlığını kanıtlayarak çözeltinin spektroskopik analizini yönetti. Castellano “Biz ZnTPP kullandık çünkü ZnTPP iki farklı uyarılmış hallerden ışık emisyonunu görmenize izin verir ve düşük enerjili S1 ile yüksek enerjili S2 halleri arasındaki farkı gözetebilirdik. “ Polimer biçimlemesi, S2 uyarılmış halin doğrudan bir sonucudur; ama spektroskopik olarak da ne olduğunu görebiliriz.” diyor.
Bu çalışma Chem’de online olarak yer almaktadır.
Kaynak : phys.org
