Le broyage à billes du mélange de polystyrène et de réactifs radicaux pré-fluorescents a donné des polymères luminescents. Les photos montrent le mélange avant (à gauche) et après (à droite) la réaction, sous lumière UV. Crédit :Koji Kubota et al., Édition internationale d'Angewandte Chemie. 14 mai 2021
Des chercheurs de l'Université d'Hokkaido ont développé avec succès une nouvelle méthode pour conférer des propriétés luminescentes à des polymères génériques, comme le polystyrène et le polyéthylène. La technique, qui a été publié dans la revue Angewandte Chemie Édition Internationale , permet de préparer facilement des polymères luminescents sans recourir à des procédés de synthèse organique compliqués.
"Les polymères luminescents sont largement utilisés dans la société moderne, dans des applications telles que les lasers organiques, cellules solaires, capteurs et bio-imagerie, mais leur préparation nécessite souvent de multiples étapes de synthèse chimique, qui demandent à la fois du temps et du travail, " explique le professeur Hajime Ito, l'un des auteurs de l'étude et vice-directeur de l'Institute for Chemical Reaction Design and Discovery (WPI-ICReDD) de l'Université d'Hokkaido.
Pour surmonter ce problème, l'équipe de recherche a étudié si les polymères luminescents pouvaient être préparés en utilisant une force mécanique plutôt qu'une synthèse chimique sophistiquée.
« Il est bien connu que les polymères stimulant mécaniquement, par exemple en les broyant ou en les écrasant, génère des espèces réactives appelées radicaux libres, " déclare le professeur agrégé Koji Kubota de l'Université d'Hokkaido, un co-auteur de l'article. « Inspiré par ce phénomène, ainsi que nos recherches antérieures sur la luminescence et les réactions induites par la force mécanique, nous voulions déterminer si nous pouvions trouver une méthode plus simple pour préparer des matériaux luminescents fonctionnels. »
Des polymères génériques par broyage à billes avec des réactifs radicaux préfluorescents ont donné des polymères luminescents. Crédit :Koji Kubota et al., Édition internationale d'Angewandte Chemie. 14 mai 2021
Dans cette étude, les chercheurs ont placé le polymère et les réactifs radicaux pré-fluorescents ensemble dans un bol de broyage à billes contenant des billes d'acier inoxydable. Le pot a ensuite été secoué, obligeant les billes à broyer les composés solides et à initier une réaction. Au cours de ce processus, les liaisons covalentes dans les chaînes polymères ont été clivées et les molécules pré-fluorescentes ont été insérées dans le polymère, une intensité d'émission nettement plus élevée. Les chercheurs ont appliqué avec succès cette méthode au polystyrène, polyéthylène, sulfure de polyphénylène, polysulfone, et d'autres polymères génériques.
"Avec le développement ultérieur, la méthode pourrait potentiellement être adaptée pour introduire d'autres fonctions dans des polymères génériques, ", explique le professeur adjoint Mingoo Jin de l'Université d'Hokkaido.
"À l'avenir, nous espérons utiliser cette méthode pour développer de nouveaux matériaux de détection et d'enregistrement qui changent de couleur en réponse à des stimuli mécaniques, " a ajouté Hajime Ito.
Cela pourrait ouvrir la voie à des matériaux "intelligents" pour un large éventail d'applications, tels que les réactifs de bio-imagerie et les capteurs sensibles à la pression.
