Onderzoekers van Hokkaido University hebben met succes een nieuwe methode ontwikkeld om generieke polymeren luminescente eigenschappen te geven, zoals polystyreen en polyethyleen. De techniek, die in het tijdschrift werd gepubliceerd Internationale editie van Angewandte Chemie , maakt het mogelijk om gemakkelijk luminescente polymeren te bereiden zonder ingewikkelde organische synthesemethoden.

"Luminescente polymeren worden veel gebruikt in de moderne samenleving, in toepassingen zoals organische lasers, zonnepanelen, sensoren en bio-imaging, maar hun voorbereiding vereist vaak meerdere chemische synthesestappen, die zowel tijd- als arbeidsintensief zijn, " legt professor Hajime Ito uit, een van de auteurs van de studie en vice-directeur van het Institute for Chemical Reaction Design and Discovery (WPI-ICReDD) aan de Hokkaido University.

Om dit probleem op te lossen, het onderzoeksteam onderzocht of luminescente polymeren kunnen worden bereid met mechanische kracht in tegenstelling tot geavanceerde chemische synthese.

"Het is algemeen bekend dat mechanisch stimulerende polymeren, bijvoorbeeld door ze te malen of te pletten, genereert reactieve soorten genaamd vrije radicalen, ", zegt universitair hoofddocent Koji Kubota van de Hokkaido University, een papieren co-auteur. "Geïnspireerd door dit fenomeen, evenals ons eerdere onderzoek naar door mechanische kracht geïnduceerde luminescentie en reacties, we wilden onderzoeken of we een eenvoudigere methode konden vinden om functionele lichtgevende materialen te maken."

In dit onderzoek, de onderzoekers plaatsten het polymeer en de pre-fluorescerende radicale reactanten samen in een kogelmolen met roestvrijstalen kogels. De pot werd toen geschud, waardoor de ballen de vaste verbindingen vermalen en een reactie initiëren. Tijdens dit proces, de covalente bindingen in de polymeerketens werden gesplitst en de pre-fluorescerende moleculen werden in het polymeer ingevoegd, aanzienlijk hogere emissie-intensiteit krijgen. De onderzoekers pasten deze methode met succes toe op polystyreen, polyethyleen, polyfenyleensulfide, polysulfon, en andere generieke polymeren.

"Met verdere ontwikkeling, de methode kan mogelijk worden aangepast om andere functies aan generieke polymeren te introduceren, ", zegt Hokkaido University-assistent-professor Mingoo Jin.

"In de toekomst, we hopen deze methode te gebruiken om nieuwe detectie- en opnamematerialen te ontwikkelen die van kleur veranderen als reactie op mechanische stimuli, " voegde Hajime Ito eraan toe.

Dit zou de weg kunnen banen voor "slimme" materialen voor een breed scala aan toepassingen, zoals bioimaging-reagentia en drukgevoelige sensoren.