Люминесцентные точки имеют ширину всего несколько нанометров, но их можно легко настраивать благодаря своим уникальным оптическим и электронным свойствам. Они начинают появляться на современных дисплеях, но поддаются и промышленной химии.Рисовая лаборатория материаловеда Эйлафа Эгапа сосредоточилась на последнем, продемонстрировав стабильный и экономичный метод производства полимеров посредством фотоуправляемой радикальной полимеризации с переносом атома.
Этот метод может заменить молекулярные катализаторы или дорогие переходные металлы, которые в настоящее время используются для производства таких вещей, как метакрилаты (часто используемые в пластмассах), стирол и блок-сополимеры.Работа Эгапа, научного сотрудника с докторской степенью и ведущего автора Имин Хуанга и аспиранта Ифань Чжу подробно описана в журнале ACS Macro Letters Американского химического общества.
В лаборатории использовались различные источники света, в том числе солнце и даже бытовая лампа, для освещения раствора квантовых точек диспергированного селенида кадмия. Это привело к образованию атомов свободных радикалов из инициатора на основе бромида, что, в свою очередь, инициировало связывание акрилатных мономеров в растворе. Поскольку мономеры, испытанные в лаборатории Эгапа, не обладали способностью прекращать распространение цепи, этот процесс называется живой полимеризацией.
«Это будет продолжаться до тех пор, пока не будут израсходованы все мономеры или пока вы не решите прекратить работу», — сказал Эгап.Эгап, доцент кафедры материаловедения, наноинженерии, химической и биомолекулярной инженерии, сказал, что полимеризация с квантовыми точками открывает многообещающие перспективы для строго контролируемого роста сложных полимеров. «Прелесть в том, что если у вас есть мономер A, и вы хотите добавить мономеры B и C в определенной последовательности, вы можете это сделать», — сказала она. «При случайной полимеризации они будут беспорядочно распределены по основной цепи полимера.«Смысл здесь — и часть нашей более широкой цели — состоит в том, что мы можем синтезировать органические-неорганические гибридные структуры контролируемым и периодическим способом для многих приложений», — сказал Эгап.Она полагает, что этот процесс также может привести к открытию новых полимеров.
Одним из них может быть фотокатализатор с квантовыми точками с присоединенным полупроводниковым полимером, который упростит производство солнечных элементов и других устройств.«Они также могут иметь отношение к светодиодам, магнитоэлектронике и биоизображению», — сказала она. «Мы могли бы вырастить их всех сразу. Это мечта, и я думаю, что мы в пределах досягаемости».
Национальный научный фонд поддержал исследование.