Kimyasal Reaksiyon Yollarını Değiştirmek için Kullanılan Işıklandırma Metodu

Fotoğraf: Araştımacılar, güçlü kimyasal bağlayıcı maddeler olan triazolinedionların (TAD’LERİN) tepkimelerini modüle etmek için yeşil lazer kullandılar. (QUT)

Günlük kullandığımız elektronik cihazlarımız için entegre devrelerin ve çiplerin imalatı renkli ışığı açıp kapatabilmek suretiyle daha basit, daha güvenli ve daha ucuz hale getirebilir mi ?

Queensland Teknoloji Üniversitesi(QUT), Karlsruhe Tej-knoloji Enstitüsü ve Ghent Üniversi’nden araştırmacılar, güçlü kimyasal bağlayıcıların reaksiyonlarını değiştirmek için, görünür ve renkli ışığı değiştiren bir sisteme öncülük ederek önemli bir adım attılar.

Onların bulguları Nature Communications dergisinde yayınlandı;

• Araştırmacılar, diğer kimyasallarla hızlıca bağ oluşturan bağlayıcı olan ve malzemeleri yapmak için gerekli olan triazolindionların (TADs) reaktifliğini kontrol etmek için yeşil lazer ışığı kullandılar.
• Yeşil ışık altında TADs ‘ler reaksiyona girmeyi durdurdu; Işık kapandığında, TADs’ ler tekrar yüksek verimle reaksiyona girmeye başladı.
• Işık değiştirme işlemi birçok kez tekrar edilebilir.
• Deney rekli ışığı açıp kapatarak aynı projeden iki farlklı ürün oluşturulabileceğini gösterdi.

QUT Bilim ve Mühendislik Fakültesi’nden Professör Barner-Kowollik ve Ghent Üniversite’si Professörü Filip Du Prez ortak çalışmaya dayalı uluslararası araştırma projesini birlikte denetlediler. Baş yazar Hannes Houck, araştırma kurumu (FWO) tarafından desteklenen üç ortak kurumda doktara çalışmalarını sürdürüyor.

Professör Barner-Kowollik uzaktan kumandalı açık / kapalı kimyasal reaksiyon anahtarı olasılıklarını açarak görünür ışığı kullanma yeteneği, bilgisayar çipi imalatı da dahil olmak üzere, kimyasal ve ileri imalat sektörlerinde gelecekteki sanayi uygulamaları için olanaklar açtığını söyledi.

“Şu anda, görünür spektrumda ışığa göre daha kısa dalga boylarına sahip ultraviole (UV) ışık, endüstride kimyasal süreçleri yönlendirmek için kullanılmaktadır” dedi.

“Daha az zararlı görünür ışığı kullanan endüstriyel süreçler seyrektir- doğada neler olduğu keskin bir kontrast vardır.”

“Bitkiler için, görünür ışık kimyasal süreçlerde kritik bir rol oynamaktadır. Ağaçlar gün boyunca ışık toplar ve bu süreçte oksijeni serbest bırakma ve büyümek için enerji kaynağı olarak bunu kullanır. Ancak gece, ışık artık mevcut olmadığında, kimyasal süreç değişir ve bitkiler karbon dioksit salarlar.”

“Bu tür doğal süreçlerden ilham aldık ve ilk kez tamamen ışıkla değiştirilebilir bir kimyasal reaksiyon sistemi tasarladık.”

Araştırma ekibi, bilgisayar çipi imalatı gibi işlerde kullanılabilecek çok küçük yapıların basılmasına izin veren 3Dlazer litografisi için ışığa duyarlı malzemeler oluşturmak için sistemlerinin uygulanabileceğini söyledi. 3D lazer litografi doğrudan lazer ışığı ile birlikte 3D baskı türüdür ve hücreler için iskele gibi mikro aralıkta çok hassas yapılar oluşturmak için kullanılır.

QUT, önde gelen KIT fizikçi Profesör Martin Wegener ile 3D lazer litografi uygulamalarını keşfediyor.

“Profesör Barner-Kowollik, modern çip üretimi karmaşık, ve pahalı bir kimyasal işlem sistemidir” dedi. “Burada,ışık kırınımı denilen sınır nedeniyle, kısa boylu ve çok sert olan UV ışıklı radyasyon kullnılır.”

“Peki, belli kimyasal işlemleri tersine çevirebilmek için görünür ışığı kullansaydık ve ışık kırınımı sınırını aşmak ve çok, çok küçük yapılar basarsak no olur örneğin beş nanometre genişliğinde ?”

“3D lazer litografi içinde kimyasal reaktiviteyi değiştirebilmek için çipli baskıda devrim yaratabilir ve daha ucuz, daha basit ve daha güvenli olmasını sağlayabilir.”

“Üstesinden gelmek için önemli engeller var, ancak potansiyel olarak bir kimyasal deaktivasyon mekanizması olarak  görünür ışıkla tasarladığımız sistem bunu başarmak için bir yol sağlayabilir.”

Yayınlanan bulgular, bu yıl Avustralya Araştırma Konseyi (ARC) Avustralya Şampiyonluk Bursunun Profesör Barner-Kowollik’e verildiği ilk araştırma sonuçlarının arasında yer alıyor.

Kaynak : sciencedaily.com