Proces je razvijen kako bi se stvorile isprepletene polimerne mreže, lakše, brže i održivije nego što to dopuštaju tradicionalne metode. Njihov tajni sastojak? Plavo svjetlo.

Polimeri, koji su materijali načinjeni od lanaca molekula, nalaze se u svemu od hrane pa sve do odjeće i automobila. Dvije ili više vrsta polimernih lanaca s različitim pojedinačnim osobinama također se mogu povezati kako bi se međusobno oblikovale polimerne mreže, materijali koji često kombinuju najpovoljnije mehaničke osobine od svakog polimera, kao što su visoka čvrstoća i otpornost.

Ove se hemikalije koriste u širokom rasponu primjene, od dentalnih kompozita, odbojnika automobila pa sve do materijala za isporuku lijeka.

Međutim, postupak povezivanja polimera nije jednostavan. To zahtijeva dvije hemijske reakcije, koje se iniciraju bilo kroz dugotrajni proces u dva koraka ili jedan proces induciran na povišenim temperaturama i sa dužim vremenskim razmakom.

Postupak koji su razvili Kloxin i Shete je jedan korak i brzo radi na sobnoj temperaturi i pod datim uslovima okoline. Oni koriste 470 nanometarsku plavu svjetlost koja je slična plavoj LED svjetlosti koja se koristi za otkrivanje određenih tjelesnih tekućina u istragama zločina. Ta svjetlost aktivira reakcije s fotosenzibilizatorom zvanim kamforkinon i aktivatorom koji se zove amin. Ovi materijali se obično koriste u polimernim dentalnim kompozitima za punjenje šupljina.

Svjetlost zrači materijale da fotostimuliraju dvije hemijske reakcije, ali ne istodobno. Prva je reakcija nazvana (CuAAC) polimerizacija. Ova reakcija je olakšana bakrom, a polimerizacija se događa u koracima. Druga reakcija je nazvana metakrilna polimerizacija, koja tvori materijal sličan plastici na način sličan dodavanju veza na rastući lanac.

Krajnji rezultat je materijal koji Kloxin i Shete opisuju kao “stakleni film”, manje krhak nego čisti metakrilat i jači od čistog (CuAAC) na višoj temperaturi. Filmovi izrađeni iz ovog IPN materijala također pokazuju oblikovnu memoriju – kada se deformišu, mogu se vratiti u izvornu veličinu i oblik prilikom 15 minuta zagrijavanja na 80 stepeni Celzijusa.

Ovaj pristup sa plavim svjetlom u obliku interpenetracijskih polimernih mreža štedi vrijeme i energiju, ali to nisu jedine prednosti. Ovaj pristup dopušta Kloxinu i Sheteu da kontrolišu par kemijskih reakcija s povećanom preciznošću, omogućujući im da oblikuju polimerne mreže u složene oblike. Osim toga, novi proces ne zahtijeva otapala ili aditive koji se obično koriste u proizvodnji plastike, često dodani kako bi se spriječio krti lom.

m-Kvadrat