Cientistas desenvolveram uma nova família de moléculas capazes de endurecer resinas sob simples exposição à luz solar, revolucionando o campo da impressão 3D. Mais eficazes e menos tóxicas do que os fotoiniciadores atuais, esses compostos abrem caminho para uma fabricação mais ecológica de objetos para diversas aplicações, incluindo médicas.
No universo em rápida expansão da impressão 3D, uma etapa crucial é a fotopolimerização: a transformação de um material líquido em uma estrutura sólida sob efeito da luz. No entanto, para iniciar essa reação, a maioria dos sistemas utiliza fotoiniciadores sensíveis aos raios ultravioleta (UV), uma tecnologia eficaz mas limitada por altos custos energéticos e preocupações ambientais e sanitárias relacionadas à toxicidade dessas moléculas.
Químicos do Instituto de Ciência dos Materiais de Mulhouse (CNRS/Universidade de Alta Alsácia) e do Instituto de Química Radical (CNRS/Universidade Aix-Marselha), em colaboração com cientistas australianos e chineses, desenvolveram assim uma nova geração de fotoiniciadores que funcionam com LEDs azuis e até mesmo com a luz solar. O segredo? Uma molécula híbrida que integra duas estruturas químicas ativas que absorvem a luz visível.
Uma vez iluminadas, essas moléculas liberam radicais livres capazes de iniciar a reação de polimerização. Combinando uma abordagem teórica preditiva com experimentos em várias moléculas candidatas, eles conseguiram identificar a mais promissora para iniciar eficientemente a polimerização sob luz solar. Batizada de "C5", esta demonstrou desempenho superior aos referenciais comerciais, com eficiência aumentada de 40 a 132% dependendo do comprimento de onda da luz utilizada.
Melhor ainda, este novo fotoiniciador não só é mais eficiente, mas também menos tóxico que seus predecessores, um critério essencial para aplicações biomédicas ou alimentares. Testes de citotoxicidade mostraram melhor compatibilidade com células humanas em comparação com outros iniciadores amplamente utilizados.
As implicações desta descoberta são numerosas: fabricação de materiais mais ecológicos, impressão 3D em larga escala sob luz natural, desenvolvimento de dispositivos médicos mais seguros... em suma, uma impressão 3D ao mesmo tempo mais precisa, sustentável e acessível a todos, graças à simples luz do sol. Este estudo foi publicado na revista
Angewandte Chemie International Edition.
Fonte: CNRS INC