Selon une étude publiée dans la revue Nature Communications, l’équipe a créé un nouveau système – inspiré de la photosynthèse – qui utilise la lumière visible pour générer des espèces radicalaires réactives pouvant déclencher la polymérisation. Ce système permet une conversion presque parfaite des monomères en polymères avec une configuration haute résolution et une résistance mécanique améliorée.
La photopolymérisation est une technique largement utilisée dans diverses industries, notamment l'impression 3D, la dentisterie et la microélectronique, où les monomères liquides sont convertis en polymères solides lorsqu'ils sont exposés à la lumière. Cependant, l'efficacité de la photopolymérisation est limitée par la faible absorption de la lumière visible par les photoinitiateurs, qui sont généralement des colorants organiques.
Pour relever ce défi, l'équipe de recherche s'est inspirée de la photosynthèse, le processus par lequel les plantes convertissent la lumière du soleil en énergie chimique. La photosynthèse utilise des pigments absorbant la lumière pour capter l'énergie solaire et générer des intermédiaires réactifs qui entraînent des réactions chimiques.
Les chercheurs ont mis en œuvre une stratégie similaire en incorporant un complexe métal-ligand dans le système de photopolymérisation. Ce complexe métal-ligand agit comme une unité de collecte de lumière artificielle qui capture efficacement la lumière visible et génère des espèces radicalaires réactives capables d’initier la polymérisation.
En utilisant cette approche, les chercheurs ont obtenu une conversion de près de 100 % des monomères en polymères présentant une configuration haute résolution et des propriétés mécaniques améliorées. Cela représente une amélioration significative par rapport aux méthodes de photopolymérisation conventionnelles, qui présentent généralement des efficacités de conversion inférieures.
L’étude ouvre de nouvelles voies pour développer des techniques de photopolymérisation plus efficaces et plus respectueuses de l’environnement avec des applications potentielles dans la fabrication avancée, l’impression 3D et la microélectronique. En améliorant l'absorption de la lumière visible et en obtenant des rendements de conversion plus élevés, cette technologie pourrait réduire la consommation d'énergie et améliorer les performances de divers processus de fabrication basés sur la lumière.
