El estudiante graduado de la Universidad de Rice, Yifan Zhu, sostiene un vial de fotosensible, Puntos cuánticos semiconductores que el laboratorio utiliza como catalizador para fabricar polímeros sintéticos funcionales alimentados por luz. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
Los científicos de la Universidad de Rice planean emplear el poder del sol para construir polímeros sintéticos funcionales utilizando puntos cuánticos fotosensibles, partículas microscópicas semiconductoras, como catalizador.
Los puntos luminiscentes tienen solo unos pocos nanómetros de ancho, pero son altamente sintonizables por sus propiedades ópticas y electrónicas únicas. Están comenzando a aparecer en pantallas modernas, pero también se prestan a la química industrial.
El laboratorio de Rice del científico de materiales Eilaf Egap se centró en este último con su demostración de un método estable y económico para fabricar polímeros a través de la polimerización de radicales por transferencia de átomo fotocontrolada. El método podría reemplazar los catalizadores moleculares o los costosos metales de transición que se utilizan actualmente para fabricar cosas como los metacrilatos (comunes en los plásticos), copolímeros de estireno y bloque.
El trabajo de Egap, El investigador postdoctoral y autor principal de Rice, Yiming Huang, y el estudiante de posgrado Yifan Zhu, se detallan en la revista American Chemical Society Cartas macro ACS .
El laboratorio utilizó varias fuentes de luz, incluido el sol e incluso una lámpara de uso doméstico, para iluminar una solución de puntos cuánticos de seleniuro de cadmio dispersos. Eso introdujo la generación de átomos de radicales libres a partir de un iniciador a base de bromuro, que a su vez desencadenó la unión de monómeros de acrilato en la solución. Debido a que los monómeros probados en el laboratorio de Egap no tenían capacidad para terminar la propagación de la cadena, el proceso se llama polimerización viva.
Investigadores de la Universidad de Rice, desde la izquierda, Yiming Huang, Eilaf Egap y Yifan Zhu están empleando el poder del sol para construir polímeros sintéticos funcionales utilizando fotosensibles, puntos cuánticos semiconductores como catalizador. Dijeron que el proceso de polimerización viva podría conducir a la creación de nuevos polímeros. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
"Seguirá funcionando hasta que consuma todos los monómeros o decida terminar, "Dijo Egap.
Egap, profesor asistente de ciencia de materiales y nanoingeniería e ingeniería química y biomolecular, dicha polimerización de puntos cuánticos se muestra prometedora para el crecimiento altamente controlado de polímeros sofisticados. "La belleza de esto es, si tiene monómero A y desea agregar monómeros B y C en una secuencia específica, usted puede hacer eso, ", dijo." En una polimerización aleatoria, se dispersarían aleatoriamente a lo largo de la cadena principal del polímero.
"La implicación aquí, y parte de nuestro objetivo más amplio, es que podemos sintetizar estructuras híbridas orgánico-inorgánicas de manera controlada y periódica para muchas aplicaciones, "Dijo Egap.
Ella anticipa que el proceso también podría conducir al descubrimiento de nuevos polímeros. Uno podría ser un fotocatalizador de puntos cuánticos con un polímero semiconductor adjunto que simplificaría la fabricación de células solares y otros dispositivos.
"Estos también podrían ser relevantes para los diodos emisores de luz, magnetoelectrónica y bioimagen, ", dijo." Podríamos cultivarlos todos a la vez. Ese es el sueño y creo que estamos al alcance ".
