Dispersionen von Polymerpartikeln in einer flüssigen Phase (Latexe) haben viele wichtige Anwendungen in der Beschichtungstechnologie, der medizinischen Bildgebung und der Zellbiologie.Ein französisches Forscherteam hat nun eine Methode entwickelt, berichtet die FachzeitschriftAngewandte Chemie Internationale Ausgabe, um stabile Polystyroldispersionen mit beispiellos großen und gleichmäßigen Partikelgrößen herzustellen.Enge Größenverteilungen sind in vielen fortschrittlichen Technologien unerlässlich, waren jedoch bisher fotochemisch nur schwer herzustellen.
Polystyrol, das häufig zur Herstellung von expandiertem Schaum verwendet wird, eignet sich auch gut für die Herstellung von Latices, in denen die mikroskopisch kleinen Polystyrolpartikel suspendiert sind.Sie werden bei der Herstellung von Beschichtungen und Farben sowie zu Kalibrierzwecken in der Mikroskopie sowie in der Mikroskopie eingesetztmedizinische Bildgebungund zellbiologische Forschung.Sie werden meist thermisch oder redoxinduziert hergestelltPolymerisationinnerhalb der Lösung.
Um eine externe Kontrolle über den Prozess zu erhalten, haben sich die Teams Muriel Lansalot, Emmanuel Lacôte und Elodie Bourgeat-Lami von der Université Lyon 1, Frankreich, und Kollegen lichtgesteuerten Prozessen zugewandt.„Die lichtgesteuerte Polymerisation gewährleistet eine zeitliche Kontrolle, da die Polymerisation nur in Gegenwart von Licht abläuft, während thermische Methoden gestartet, aber nicht gestoppt werden können, sobald sie im Gange sind“, sagt Lacôte.
Obwohl UV- oder Blaulicht-basierte Photopolymerisationssysteme etabliert sind, weisen sie Einschränkungen auf.Kurzwellige Strahlung wird gestreut, wenn diePartikelgrößekommt der Strahlungswellenlänge nahe, was die Herstellung von Latices mit Partikelgrößen, die größer als die einfallenden Wellenlängen sind, schwierig macht.Darüber hinaus ist UV-Licht sehr energieintensiv und zudem gefährlich für den Menschen, der damit arbeitet.
Die Forscher entwickelten daher ein fein abgestimmtes chemisches Initiierungssystem, das auf Standard-LED-Licht im sichtbaren Bereich reagiert.Dieses Polymerisationssystem, das auf einem Acridinfarbstoff, Stabilisatoren und einer Boranverbindung basiert, war das erste, das die „300-Nanometer-Grenze“ überwand, die Größenbeschränkung der UV- und Blaulicht-gesteuerten Polymerisation in einem dispergierten Medium.Dadurch war das Team erstmals in der Lage, mithilfe von Licht Polystyrollatizes mit Partikelgrößen von mehr als einem Mikrometer und sehr gleichmäßigen Durchmessern herzustellen.
Das Team schlägt Anwendungen weit darüber hinaus vorPolystyrol.„Das System könnte potenziell in allen Bereichen eingesetzt werden, in denen Latices verwendet werden, etwa bei Filmen, Beschichtungen, Trägern für die Diagnostik und mehr“, sagt Lacôte.Darüber hinaus könnten die Polymerpartikel damit modifiziert werdenFluoreszenzfarbstoffe, magnetische Cluster oder andere Funktionalitäten, die für Diagnose- und Bildgebungsanwendungen nützlich sind.Das Team sagt, dass ein breites Spektrum an Partikelgrößen im Nano- und Mikromaßstab „einfach durch die Abstimmung der Anfangsbedingungen“ zugänglich wäre.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 26. Okt. 2023