Aperçu schématique de la réaction. L'activation bicolore d'une cyclobutènedione stable (lumière UV) et d'azobenzène de tétrachlorure ortho-substitué décalé vers le rouge (lumière orange) permet la formation d'un produit ligaturé lors de la réticulation du polymère. Crédit :Nature Communications (2022). DOI :10.1038/s41467-022-30002-6
Les chercheurs de QUT ont utilisé des faisceaux lumineux croisés pour contrôler les réactions chimiques dans un matériau avancé, ouvrant la voie à une utilisation future dans les imprimantes 3D qui impriment des couches entières à la fois au lieu de points uniques.
L'équipe de recherche interdisciplinaire du Centre for Materials Science de QUT, composée du Dr Sarah Walden, de Leona Rodrigues, du Dr Jessica Alves, du professeur agrégé James Blinco, du Dr Vinh Truong et du professeur Christopher Barner-Kowollik, lauréat de l'ARC, ont publié leurs recherches dans Communication Nature .
Le Dr Walden a déclaré que la lumière était un outil particulièrement souhaitable pour activer les processus chimiques, en raison de la précision qu'elle offrait pour démarrer une réaction.
"La plupart des travaux que les chercheurs du Soft Matter Materials Group de QUT ont effectués dans le passé avec la lumière ont consisté à utiliser un faisceau laser pour démarrer et arrêter une réaction chimique sur tout le volume où la lumière frappe le matériau", a déclaré le Dr Walden. /P>
"Dans ce cas, nous avons deux faisceaux lumineux de couleurs différentes, et la réaction ne se produit que là où les deux faisceaux se croisent. Nous utilisons une couleur de lumière pour activer une molécule, et la deuxième couleur de lumière pour activer une autre molécule. Et où les deux les faisceaux lumineux se rencontrent, les deux molécules activées réagissent pour former un matériau solide.
"Normalement, dans une imprimante 3D, le jet d'encre se déplace en deux dimensions, imprimant lentement une couche 2D avant de remonter pour imprimer une autre couche par-dessus. Mais en utilisant cette technologie, vous pouvez activer une feuille bidimensionnelle entière et imprimer le feuille entière à la fois."
Le professeur Barner-Kowollik a déclaré que ces matériaux activés par deux couleurs sont actuellement très rares. "Ce projet vise à prouver la viabilité de l'encre pour la future génération d'imprimantes", a-t-il déclaré.
Le professeur Barner-Kowollik, dont la carrière est axée sur la puissance et les possibilités de la lumière dans la science des matériaux, a récemment reçu le prix le plus élevé d'Australie pour la chimie, la médaille David Craig 2022, décernée par l'Académie australienne des sciences.
Le professeur Barner-Kowollik a déclaré que l'un des défis du projet était de trouver deux molécules qui pourraient être activées par deux couleurs de lumière différentes et ensuite les faire réagir ensemble.
"C'est de là que vient l'innovation", a déclaré le professeur Barner-Kowollik. "Vous voulez qu'une molécule soit activée avec une couleur de lumière mais pas avec l'autre couleur, et vice versa. Ce n'est pas facile à trouver, c'est en fait assez difficile à trouver."
Le Dr Truong, après de nombreux travaux, a pu trouver deux molécules qui réagissaient aux lumières de la manière requise et se combinaient pour former un matériau très solide.
"Dans notre conception chimique, les deux processus activés par la lumière sont réversibles", a déclaré le Dr Truong. "Par conséquent, nous pouvons contrôler exactement quand et où le matériau solide peut se former." Algorithmes et lasers apprivoisent la réactivité chimique
