Naukowcy wprowadzili innowacje w syntezie polimerów przy użyciu cewki Tesli do inicjowania polimeryzacji poprzez zdalne wyładowanie iskrowe, skutecznie syntetyzując polimery o wysokiej czystości i otwierając nowe możliwości syntezy materiałów za pomocą fal elektromagnetycznych.
Naukowcy z Uniwersytetu w Tsukuba opracowali nowatorską metodę syntezy szeroko stosowanych polimerów, takich jak polistyrenpoprzez polimeryzację rodnikową. Podejście to wykorzystuje zdalne wyładowanie iskrowe z cewki Tesli – generatora wysokiego napięcia i wysokiej częstotliwości – umożliwiając zajście reakcji bez konieczności stosowania tradycyjnych katalizatorów lub inicjatorów polimeryzacji. Ten przełom stanowi znaczący postęp w dziedzinie chemii syntetycznych polimerów.
Polimery, takie jak polistyren i żywice akrylowe, występujące w produktach takich jak pojemniki na żywność, opakowania i skrzynki termiczne, są tradycyjnie syntetyzowane przy użyciu katalizatorów metalicznych i inicjatorów polimeryzacji rodnikowej.
Ten zespół badawczy opracował wcześniej kilka technik polimeryzacji polimerów przewodzących. W swoim najnowszym badaniu wprowadzili nowatorską metodę syntezy polimerów, która polega na wytwarzaniu rodników monomerowych w drodze zdalnej obróbki wyładowaniami iskrowymi przy użyciu cewki Tesli, która jest generatorem wysokiego napięcia i wysokiej częstotliwości. Rodniki te działają następnie jako inicjatory polimeryzacji.
Zdolność cewki Tesli do generowania silnego wyładowania bez przeciwelektrody umożliwia prowadzenie obróbki wyładowaniami iskrowymi na zewnątrz naczynia reakcyjnego. Korzystając z tej metody, badaczom z powodzeniem zsyntetyzowano polistyren o wysokiej czystości i polimetakrylan metylu (akrylan), oba szeroko stosowane w pojemnikach na żywność.
Przełom w syntezie polimerów za pomocą fal elektromagnetycznych
Co więcej, zespół odkrył nową metodę syntezy polimerów poprzez zastosowanie podobnej obróbki wyładowań iskrowych do polimerów sprzężonych. Jako inicjator wykorzystują „soliton” powstały w wyniku zabiegu. To innowacyjne podejście jest pierwszym w chemii polimerów syntetycznych i otwiera nowe możliwości syntezy materiałów za pomocą fal elektromagnetycznych.
Odniesienie: „Polimeryzacja rodnikowa inicjowana wyładowaniami iskrowymi”, Hiromasa Goto, Kyoka Komaba, Kazuki Yanagida i Aoi Tokutake, 31 lipca 2024 r., Następne Materiały.
DOI: 10.1016/j.nxmate.2024.100326
Prace te były wspierane przez Japońską Agencję Nauki i Technologii (JST), utworzenie stypendiów uniwersyteckich na rzecz tworzenia innowacji w dziedzinie technologii naukowych, numer grantu JPMJFS2106 oraz Japońskie Towarzystwo Promocji Nauki (JSPS), Grants-in-Aid for Scientific Badania (nr 23K04848).
