طريقة جديدة تنتج جسيمات دقيقة من البوليسترين المتجانس في تشتت مستقر

إن تشتيت جزيئات البوليمر في الطور السائل (المطاط) له العديد من التطبيقات المهمة في تكنولوجيا الطلاء، والتصوير الطبي، وبيولوجيا الخلية.وقد طور فريق فرنسي من الباحثين الآن طريقة نشرت في المجلةAngewandte Chemie الطبعة الدولية، لإنتاج مشتتات مستقرة من البوليسترين بأحجام جسيمات كبيرة وموحدة بشكل غير مسبوق.تعتبر التوزيعات ذات الحجم الضيق ضرورية في العديد من التقنيات المتقدمة، ولكن كان من الصعب في السابق إنتاجها كيميائيًا ضوئيًا.

كما أن البوليسترين، الذي غالبًا ما يستخدم لإنشاء رغوة ممتدة، مناسب تمامًا لإنتاج اللاتكس، حيث يتم تعليق جزيئات البوليسترين الصغيرة مجهريا.يتم استخدامها في صناعة الطلاءات والدهانات وكذلك لأغراض المعايرة في الفحص المجهري وكذلك فيالتصوير الطبيوأبحاث بيولوجيا الخلية.وعادة ما يتم إنتاجها عن طريق الأكسدة والاختزال حرارياالبلمرةضمن الحل.

وللحصول على سيطرة خارجية على العملية، لجأت فرق مورييل لانسالوت، وإيمانويل لاكوت، وإيلودي بورجيه لامي، من جامعة ليون 1 بفرنسا، وزملائهم، إلى العمليات المعتمدة على الضوء.يقول لاكوت: "تضمن البلمرة المعتمدة على الضوء التحكم الزمني، لأن البلمرة لا تتم إلا في وجود الضوء، في حين يمكن بدء الطرق الحرارية ولكن لا يمكن إيقافها بمجرد تنفيذها".

على الرغم من إنشاء أنظمة بلمرة ضوئية تعتمد على الأشعة فوق البنفسجية أو الضوء الأزرق، إلا أن لها قيودًا.ينتشر الإشعاع ذو الطول الموجي القصير عندحجم الجسيماتيصبح قريبًا من الطول الموجي للإشعاع، مما يجعل من الصعب إنتاج مادة اللاتكس ذات أحجام الجسيمات الأكبر من الأطوال الموجية الواردة.بالإضافة إلى ذلك، فإن الأشعة فوق البنفسجية تستهلك الكثير من الطاقة، ناهيك عن أنها تشكل خطرًا على البشر الذين يعملون معها.

لذلك طور الباحثون نظام بدء كيميائي دقيق يستجيب لضوء LED القياسي في النطاق المرئي.كان نظام البلمرة هذا، الذي يعتمد على صبغة أكريدين، ومثبتات، ومركب بوران، أول من تغلب على "سقف 300 نانومتر"، وهو الحد الأقصى لحجم البلمرة التي تعتمد على الأشعة فوق البنفسجية والضوء الأزرق في وسط مشتت.ونتيجة لذلك، ولأول مرة، تمكن الفريق من استخدام الضوء لإنتاج مادة لاتكس البوليسترين بأحجام جسيمات أكبر من ميكرومتر واحد وبأقطار موحدة للغاية.

يقترح الفريق تطبيقات أبعد من ذلك بكثيرالبوليسترين.يقول لاكوت: "من الممكن استخدام النظام في جميع المجالات التي يتم فيها استخدام مادة اللاتكس، مثل الأفلام والطلاءات ودعم التشخيص والمزيد".بالإضافة إلى ذلك، يمكن تعديل جزيئات البوليمر باستخدامالأصباغ الفلوريةأو المجموعات المغناطيسية أو الوظائف الأخرى المفيدة لتطبيقات التشخيص والتصوير.يقول الفريق إن مجموعة واسعة من أحجام الجسيمات التي تمتد على المقاييس النانوية والجزئية يمكن الوصول إليها "ببساطة عن طريق ضبط الظروف الأولية.