Revolučný objav umožňuje selektívne vytvrdzovanie plastov pomocou svetla

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Nové "spiace monoméry" zostávajú tekuté celé týždne.

• Aktivácia prebieha pomocou svetla a zlatých nanočastíc.

• Objav umožňuje selektívne vytvrdzovanie.

Výskumníci z Ben-Gurionovej univerzity v Negeve predstavili prelomový objav v oblasti chémie materiálov, ktorý môže zásadne zmeniť priemyselnú výrobu plastov. Vyvinuli novú triedu "latentných monomérov" – tekutých stavebných blokov, ktoré dokážu zostať v stabilnom kvapalnom stave celé týždne a stuhnúť až vtedy, keď sú aktivované špecifickým spúšťačom.

Táto inovácia prekonáva desaťročia starý priemyselný štandard, ktorý sa spoliehal na zložité spiace katalyzátory. Tím pod vedením profesora Yossiho Weizmanna zabudoval mechanizmus "zapnutia/vypnutia" priamo do molekulárnej štruktúry plastu.

^{Zdroj foto: BEN GURION UNIVERSITY OF THE NEGEV}

Kvapalná zmes obsahuje tri kľúčové zložky: stavebné bloky nazývané norbornadiény, priemyselný katalyzátor a zlaté nanočastice. V "spiacom" režime sú molekuly po ožiarení UV svetlom transformované do neaktívnej formy zvanej quadricyclane, ktorá nevytvára polymérne reťazce.

Proces aktivácie je elegantný a energeticky efektívny: keď sa materiál osvetlí blízkym infračerveným svetlom, zlaté nanočastice fungujú ako mikroskopické ohrievače. Toto jemné lokálne teplo prepne molekuly späť do reaktívneho stavu norbornadiénu, čím sa spustí polymerizácia a materiál začne tuhnúť.

Tento mechanizmus umožňuje výrobcom skladovať a prepravovať hotové zmesi bez rizika predčasného stvrdnutia, čo je obrovská logistická výhoda. Jednou z najvýznamnejších aplikácií tohto objavu je možnosť selektívneho vytvrdzovania.

Výrobcovia môžu naliať alebo vytlačiť súčiastku v tekutej forme a následne pomocou svetelných vzorov vytvrdiť len presne určené oblasti. To otvára dvere k vytváraniu hybridných materiálov s rôznymi mechanickými vlastnosťami v rámci jedného kusu – napríklad kombináciu mäkkých a tvrdých zón bez nutnosti lepenia či montáže.

Štúdia publikovaná v prestížnom časopise Nature Chemistry zdôrazňuje aj bezpečnostné a ekologické benefity tejto metódy. Proces riadený svetlom je bezpečnejší a jednoduchší než tradičné metódy, ktoré vyžadujú miešanie čerstvých dávok tesne pred použitím alebo energeticky náročné zahrievanie celých objemov materiálu.

Tento prístup eliminuje plytvanie materiálom a znižuje energetickú náročnosť výroby. Výskum, na ktorom sa podieľali aj doktorand Nir Lemcoff a ďalší členovia tímu, predstavuje významný krok vpred v oblasti inteligentných materiálov.

Schopnosť presne kontrolovať, kedy a kde sa tekutina zmení na pevnú látku, môže priniesť revolúciu do 3D tlače, výroby elektroniky či biomedicínskych aplikácií. Materiály, ktoré "čakajú na povel", poskytujú inžinierom novú úroveň slobody pri navrhovaní komplexných štruktúr.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Technológia umožňuje efektívnejšiu výrobu, dlhšiu skladovateľnosť materiálov a tvorbu komplexných súčiastok s premenlivými vlastnosťami.

^{Zdroj: jpost.com foto: depositphotos.com}