Polimer Üretimi için Yeni Foto-Aktivasyon Mekanizması
North Carolina State Üniversitesi ‘nden bir araştırma ekibi, saf monomer solüsyonlarından polimer jel nesneler üretmek için düşük enerjili, görünür ışığı kullanmanın bir yolunu gösterdi. Çalışma, yalnızca bu malzemelerin üretilmesindeki mevcut zorluklara potansiyel bir çözüm sunmakla kalmıyor, aynı zamanda düşük enerjili fotonların yüksek enerjili uyarılmış durumlar üretmek için bir araya gelme yollarına daha fazla ışık tutuyor.
Polimer ürünler – öncelikle plastikler – su şişelerinden tıbbi uygulamalara kadar her şeyde kullanılmakta ve bu malzemeler yılda milyarlarca pound değerinde üretilmektedir. Seçilmiş polimerler, bir monomer çözeltisinin ultraviyole (UV) ışığa maruz bırakıldığı, serbest radikal polimerizasyonu adı verilen bir işlemle üretilebilir. UV ışığının yüksek enerjisi, polimeri oluşturan reaksiyonu sağlar. Bu yöntemin avantajları, daha az kimyasal atık yan ürünü ve daha az çevresel etkiyi içerir.
Bununla birlikte, bu yöntemin dezavantajları da vardır. Bu polimerlerin üretilmesinde kullanılan yüksek enerjili UV ışığı da plastikleri bozabilir ve bazı malzemelerin üretilmesi için uygun değildir.
NC Eyaletinde Goodnight Innovation Distinguished Chair başkanı olan Felix N. Castellano, daha önce daha güçlü uyarılmış durumlara ulaşmak için düşük enerjili moleküllerin uyarılmış durumlarını birleştirmenin mümkün olduğunu göstermişti. Yeni bir katkı olarak, Castellano ve ekibi, polimer jeller oluşturmak için daha düşük enerjili sarı veya yeşil ışık kullanarak polimer üretimine homomoleküler üçlü-üçlü yok etme adı verilen bir süreç uyguladılar.
Ekip, çinko (II) mezo-tetrafenilporfirin (ZnTPP) ‘yi iki farklı saf monomere – trimetilolpropan triakrilat (TMPTA) ve metil akrilat (MA) – çözdü ve ardından çözeltileri sarı ışığa maruz bıraktı. Işıktan gelen enerji, ZnTPP’de homomoleküler üçlüleri yarattı ve bu üçlüler birleştiğinde, polimerizasyon sürecini güçlendirmek için yeterli enerjiye sahip, son derece kısa ömürlü bir S2 uyarılmış durumu oluşturdular.
Ekip, sarı ve yeşil ışık varlığında S2 uyarılmış durumunun varlığını belirleyerek çözümün spektroskopik analizini gerçekleştirdi. Castellano, “ZnTPP’yi kullandık çünkü iki farklı uyarılmış durumdan ışık emisyonunu görmenize izin veriyor ve daha düşük enerjili S1 ve daha yüksek enerjili S2 durumları arasında ayrım yapabiliyorduk” diyor. “Polimer oluşumunun doğrudan S2 uyarılmış durumunun bir sonucu olduğunu biliyoruz, ancak bunun spektroskopik olarak olduğunu da gösterebiliriz.”
Kaynak: sciencedaily.com
