Según un estudio publicado en la revista Nature Communications, el equipo creó un nuevo sistema, inspirado en la fotosíntesis, que utiliza luz visible para generar especies radicales reactivas que pueden desencadenar la polimerización. Este sistema logra una conversión casi perfecta de monómeros en polímeros con patrones de alta resolución y resistencia mecánica mejorada.
La fotopolimerización es una técnica ampliamente utilizada en diversas industrias, incluida la impresión 3D, la odontología y la microelectrónica, donde los monómeros líquidos se convierten en polímeros sólidos al exponerse a la luz. El proceso de generación de especies de radicales libres (intermedios reactivos cruciales para iniciar la polimerización) generalmente depende de la luz ultravioleta (UV), que puede ser dañina y requiere equipo especializado.
Sin embargo, el nuevo estudio presenta un enfoque alternativo que utiliza luz visible, que es más seguro y compatible con una gama más amplia de materiales. El equipo aprovechó las características únicas de los complejos de metales de transición, específicamente los complejos de hierro, que pueden sufrir transiciones de transferencia de carga de ligando a metal (LMCT) inducidas por la luz. Estas transiciones generan especies radicales reactivas mediante la transferencia de un electrón desde el ligando al centro metálico, iniciando la polimerización.
Combinando un complejo de hierro con un absorbente de luz visible cuidadosamente diseñado, los investigadores lograron una fotopolimerización de radicales libres inducida por luz visible altamente eficiente. El absorbente sirve como fotosensibilizador, captura la luz visible y transfiere energía al complejo de hierro, que luego genera especies radicales.
Además, el equipo aplicó con éxito su sistema en diversas aplicaciones prácticas, incluida la impresión 3D con resolución inferior a 100 micrómetros, el curado de compuestos dentales y la fabricación de sensores y actuadores blandos. Las propiedades mecánicas mejoradas y la biocompatibilidad de los polímeros resultantes los hacen muy adecuados para estas aplicaciones.
El autor correspondiente del estudio, Craig J. Hawker, profesor de Química y Materiales en UC Santa Barbara, destaca la importancia de sus hallazgos:
"La capacidad de utilizar luz visible para una fotopolimerización eficiente de radicales libres abre nuevas oportunidades en muchas áreas, incluidas la impresión 3D, los recubrimientos y las aplicaciones biomédicas. Este trabajo representa un avance importante en el campo de la fotopolimerización y tiene el potencial de revolucionar la forma en que procesamos y fabricar materiales."
Al integrar moléculas absorbentes de luz visible en sistemas fotopolimerizables, los investigadores mejoran efectivamente la eficiencia de la fotopolimerización de radicales libres, allanando el camino para aplicaciones más versátiles, seguras y prácticas en diversas industrias.
