北卡罗莱纳州立大学的一组研究人员展示了一种使用低能可见光从纯单体溶液生产聚合物凝胶物体的方法。这项工作为解决目前生产这些材料的挑战提供了可能的解决方案,并且进一步阐明了低能光子可以结合以产生高能激发态的方式。
使用较低能量的黄光或绿光生产聚合物
可以通过称为自由基聚合的方法生产聚合物,其中将单体溶液暴露于紫外线(UV)中中国化工网okmart.com。紫外线的高能量使反应能够进行,从而形成聚合物。该方法的优点包括更少的化学废物副产品和更少的环境影响。
但是,这种方法有一些缺点。用于生成这些聚合物的高能紫外线也会降解塑料,因此不适合用于生产某些材料。
晚安创新杰出的NC State大学化学教授Felix N. Castellano先前已经表明,可以将较低能量的分子的激发态结合起来以获得更有效的激发态。在一项新的贡献中,卡斯泰拉诺(Castellano)和他的团队通过使用较低能量的黄色或绿色光来生成聚合物凝胶,将一种称为均分子三重态三重态let灭的过程应用于聚合物生产。
新方法的工作原理
该小组将内消旋四苯基卟啉锌(II)溶解在两种不同的纯单体-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和丙烯酸甲酯(MA)中,然后将溶液暴露在黄光下。来自光的能量会在ZnTPP中产生均分子三重态,当这些三重态结合时,它们会产生极其短暂的S2激发态,该态具有足够的能量来驱动聚合过程。
“虽然三重态在化学意义上确实存在很长的寿命-它们的寿命为毫秒-但S2激发态的寿命仅为皮秒,比皮秒少了9个数量级。这项工作的重要方面之一是证明,如果您拥有纯净的液体,则可以利用这种有效的,短暂的激发态来促进重要的转变。纯净的液体可确保电子有效传输, ” Castellano说。
该团队对溶液进行了光谱分析,确定了在存在黄光和绿光的情况下S2激发态的存在。他们之所以使用ZnTPP,是因为它可以看到两种不同激发态的光发射,并且可以区分低能S1和高能S2。聚合物的形成是S2激发态的直接结果,但它们也可能表明这是光谱学上发生的。
这项工作在线发表在Chem上,由美国能源部(DE-SC0019370)支持的能源前沿研究中心BioLEC资助。