Yifan Zhu, étudiant diplômé de l'Université Rice, tient un flacon de photosensible, points quantiques semi-conducteurs que le laboratoire utilise comme catalyseur pour fabriquer des polymères synthétiques fonctionnels alimentés par la lumière. Crédit :Jeff Fitlow/Université Rice
Les scientifiques de l'Université Rice prévoient d'utiliser la puissance du soleil pour construire des polymères synthétiques fonctionnels en utilisant des points quantiques photosensibles (particules semi-conductrices microscopiques) comme catalyseur.
Les points luminescents ne font que quelques nanomètres de large, mais sont hautement ajustables pour leurs propriétés optiques et électroniques uniques. Ils commencent à apparaître dans les affichages modernes, mais se prêtent aussi à la chimie industrielle.
Le scientifique du laboratoire de matériaux Rice Eilaf Egap s'est concentré sur ce dernier avec sa démonstration d'une méthode stable et économique pour fabriquer des polymères par polymérisation radicalaire à transfert d'atomes photo-contrôlée. La méthode pourrait remplacer les catalyseurs moléculaires ou les métaux de transition coûteux actuellement utilisés pour fabriquer des choses comme les méthacrylates (courants dans les plastiques), styrène et copolymères séquencés.
L'oeuvre d'Egap, Le chercheur postdoctoral Rice et auteur principal Yiming Huang et l'étudiant diplômé Yifan Zhu sont détaillés dans le journal de l'American Chemical Society Lettres de macro ACS .
Le laboratoire a utilisé diverses sources lumineuses, y compris le soleil et même une lampe domestique, pour illuminer une solution de points quantiques de séléniure de cadmium dispersés. Cela a introduit la génération d'atomes de radicaux libres à partir d'un initiateur à base de bromure, ce qui à son tour a déclenché la liaison des monomères d'acrylate dans la solution. Parce que les monomères testés dans le laboratoire d'Egap n'avaient pas la capacité de mettre fin à la propagation de la chaîne, le processus est appelé polymérisation vivante.
Chercheurs de l'Université Rice, de gauche, Yiming Huang, Eilaf Egap et Yifan Zhu utilisent la puissance du soleil pour construire des polymères synthétiques fonctionnels à l'aide de photosensibles, points quantiques semi-conducteurs comme catalyseur. Ils ont déclaré que le processus de polymérisation vivante pourrait conduire à la création de nouveaux polymères. Crédit :Jeff Fitlow/Université Rice
"Il continuera jusqu'à ce qu'il consomme tous les monomères ou que vous décidiez d'arrêter, " a déclaré Egap.
Égap, professeur assistant en science des matériaux et nano-ingénierie et en génie chimique et biomoléculaire, ladite polymérisation par points quantiques est prometteuse pour une croissance hautement contrôlée de polymères sophistiqués. "La beauté de ceci est, si vous avez le monomère A et que vous souhaitez ajouter les monomères B et C dans un ordre précis, vous pouvez le faire, " dit-elle. " Dans une polymérisation aléatoire, ils seraient dispersés de manière aléatoire le long du squelette polymère.
"L'implication ici - et une partie de notre objectif plus large - est que nous pouvons synthétiser des structures hybrides organiques-inorganiques de manière contrôlée et périodique pour de nombreuses applications, " a déclaré Egap.
Elle prévoit que le processus pourrait également conduire à la découverte de nouveaux polymères. L'un pourrait être un photocatalyseur à points quantiques avec un polymère semi-conducteur attaché qui simplifierait la fabrication de cellules solaires et d'autres dispositifs.
« Ceux-ci pourraient également être pertinents pour les diodes électroluminescentes, magnétoélectronique et bio-imagerie, " dit-elle. " Nous pourrions les cultiver tous à la fois. C'est le rêve, et je pense que nous sommes à portée de main."
