Científicos han diseñado una nueva familia de moléculas capaces de endurecer resinas bajo simple exposición a la luz del día, revolucionando el campo de la impresión 3D. Más eficaces y menos tóxicas que los fotoiniciadores actuales, estos compuestos abren el camino hacia una fabricación más ecológica de objetos para numerosas aplicaciones, incluyendo las médicas.
En el universo en plena expansión de la impresión 3D, un paso crucial es la fotopolimerización: el paso de un material líquido a una estructura sólida bajo el efecto de la luz. Sin embargo, para iniciar esta reacción, la mayoría de los sistemas utilizan fotoiniciadores sensibles a los rayos ultravioleta (UV), una tecnología eficaz pero limitada por altos costos energéticos y preocupaciones ambientales y sanitarias relacionadas con la toxicidad de estas moléculas.
Químicos del Instituto de ciencia de materiales de Mulhouse (CNRS/Universidad de Alta Alsacia) y el Instituto de química radical (CNRS/Universidad de Aix-Marsella), en colaboración con científicos australianos y chinos, han desarrollado una nueva generación de fotoiniciadores que funcionan con LED azules e incluso con la luz solar. ¿Su secreto? Una molécula híbrida que integra dos estructuras químicas activas que absorben la luz visible.
Una vez iluminadas, estas moléculas liberan radicales libres capaces de iniciar la reacción de polimerización. Combinando un enfoque teórico predictivo con experimentos en varias moléculas candidatas, lograron identificar la más prometedora para iniciar eficazmente la polimerización con luz diurna. Bautizada "C5", esta demostró un rendimiento superior a las referencias comerciales, con una eficacia aumentada del 40 al 132% según la longitud de onda de la luz utilizada.
Mejor aún, este nuevo fotoiniciador no solo es más eficiente, sino también menos tóxico que sus predecesores, un criterio esencial para aplicaciones biomédicas o alimentarias. Pruebas de citotoxicidad mostraron una mejor compatibilidad con células humanas en comparación con otros iniciadores ampliamente utilizados.
Las implicaciones de este descubrimiento son numerosas: fabricación de materiales más ecológicos, impresión 3D a gran escala bajo luz natural, desarrollo de dispositivos médicos más seguros... en resumen, una impresión 3D más precisa, sostenible y accesible para todos, gracias a la simple luz del día. Este estudio fue publicado en la revista
Angewandte Chemie International Edition.
Fuente: CNRS INC