Pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Santa Bárbara, juntamente com colegas da Universidade de Boston, descobriram uma maneira de melhorar significativamente a eficiência da fotopolimerização de radicais livres, aumentando a absorção de luz visível.

De acordo com estudo publicado na revista Nature Communications, a equipe criou um novo sistema – inspirado na fotossíntese – que utiliza luz visível para gerar espécies de radicais reativos que podem desencadear a polimerização. Este sistema alcança uma conversão quase perfeita de monômeros em polímeros com padrões de alta resolução e resistência mecânica aprimorada.

A fotopolimerização é uma técnica amplamente utilizada em diversas indústrias, incluindo impressão 3D, odontologia e microeletrônica, onde monômeros líquidos são convertidos em polímeros sólidos após exposição à luz. Contudo, a eficiência da fotopolimerização é limitada pela baixa absorção de luz visível pelos fotoiniciadores, que são tipicamente corantes orgânicos.

Para enfrentar este desafio, a equipa de investigação inspirou-se na fotossíntese, o processo pelo qual as plantas convertem a luz solar em energia química. A fotossíntese utiliza pigmentos que absorvem luz para capturar energia solar e gerar intermediários reativos que impulsionam reações químicas.

Os pesquisadores implementaram uma estratégia semelhante incorporando um complexo metal-ligante no sistema de fotopolimerização. Este complexo metal-ligante atua como uma unidade artificial de coleta de luz que captura eficientemente a luz visível e gera espécies de radicais reativos capazes de iniciar a polimerização.

Ao usar esta abordagem, os pesquisadores alcançaram quase 100% de conversão de monômeros em polímeros com padrões de alta resolução e propriedades mecânicas aprimoradas. Isto representa uma melhoria significativa em comparação com os métodos convencionais de fotopolimerização, que normalmente apresentam eficiências de conversão mais baixas.

O estudo abre novos caminhos para o desenvolvimento de técnicas de fotopolimerização mais eficientes e ecologicamente corretas, com aplicações potenciais em fabricação avançada, impressão 3D e microeletrônica. Ao melhorar a absorção de luz visível e alcançar maiores eficiências de conversão, esta tecnologia poderia reduzir o consumo de energia e melhorar o desempenho de vários processos de fabricação baseados em luz.