Različitim bojama svjetlosti aktiviraju različite kemijske reakcije u jednom materijalu
Australski istraživači razvili fotokemijski algoritam koji različite boje svjetlosti koristi poput prekidača za aktiviranje niza različitih kemijskih reakcija u jednom jedinom materijalu
Istraživački tim Tehnološkog sveučilišta Queensland (QUT) izradio je prediktivni alat kojim bi unaprijed moglo odrediti koliko je svjetlosti potrebno za postizanje određenih fotokemijskih reakcija, a svoja su otkrića objavili u časopisu Nature Communications.
Svjetlosne reakcije
Cilj istraživanja bio je razumjeti kako molekule djeluju i može li se temeljem toga predvidjeti koliko će reagirati na različite boje svjetlosti. Dakle, objašnjavaju istraživači, umjesto da predviđaju koliko energije treba unijeti toplinu, oni su pokušali predvidjeti koliko energije treba uložiti kroz svjetlost.
S kemijskim reakcijama koje pokreće toplina, više zagrijavanja obično znači bržu reakciju. S reakcijama izazvanim svjetlošću prednost je u tome što se mogu koristiti sve boje iz duginog spektra, a fotoni u tim različitim bojama imaju različite energije.
Na primjer, ultraljubičasto svjetlo, odnosno fotoni kratke valne duljine, imaju dovoljno energije da izazovu reakcije koje bi mogle dovesti do raka kože. Istovremeno, vidljivo svjetlo, odnosno fotoni s duljom valnom duljinom, ne izazivaju takve reakcije.
Temeljem toga, istraživači su promjenom energije fotona ili njihovog intenziteta izazvali jaču ili nikakvu reakciju. Da bi to postigli poslužili su se tehnikom koja podsjeća na podešavanje jačine svjetlosti sobne žarulje prekidačem s prigušivačem.
"Jedno od ključnih pitanja fotokemije glasi: kako odabrati boje svjetlosti tako da one različito utječu na materijale", objašnjava Christopher Barner-Kowollik, vodeći svjetski nanotehnolog mekih tvari. "S kojom vrstom svjetlosti mogu aktivirati samo reaktant A i kakvu ćemo boju svjetlosti morati upotrijebiti za aktiviranje reaktanta B bez utjecaja na reaktant A.
Pomoću algoritma koji su izradili australski istraživači, znanstvenici sad mogu koristiti svjetlost za daljinsko upravljanje, prebacujući se s jednog materijala na potpuno drugi uključivanjem i isključivanjem pojedinog izvora svjetlosti.
Više mogućnosti s jednom tintom
Iako su istraživači trenutno usredotočeni na molekularnu razinu, ideja je različite boje, odnosno valne duljine svjetlosti iskoristiti za stvaranje niza reakcija u jednom materijalu. To bi se, kažu, moglo poslužiti za izradu vrlo malih struktura u budućim generacijama 3D printera.
"Zamislite pisač koji koristi različite boje svjetlosti za aktiviranje različitih elemenata kada treba ispisati stvari različitih svojstava, poput tvrdog ili mekog, ili vodljivog ili izolatora", kaže Barner-Kowollik.
Sljedeći je izazov višebojna 3D laserska litografija za 3D ispis različitih svojstava materijala korištenjem samo jedne tiskarske tinte. To je trenutno znanstvena fantastika, ali bi rezultati bili fascinantni, uspiju li australski istraživači u svom naumu.
