Исследователи из Франции разработали светочувствительные полиуретановые составы, которые позволяют запускать и контролировать затвердевание жидких пен с помощью ультрафиолетового света.
В этом подходе в качестве скрытого катализатора используется генератор фотобазы. Когда состав подвергается воздействию УФ-излучения, генератор выделяет основу, которая ускоряет реакцию полиуретана, что позволяет исследователям выбирать, когда пена начнет затвердевать.
Гийом Котт-Карлюер и его коллеги из Института Шарля Садрона в Страсбурге заявили, что этот метод может обеспечить больший контроль над морфологией пены, не требуя отдельной рецептуры для каждой клеточной структуры.
На свойства пены сильно влияют размер пузырьков, содержание жидкости и продолжительность времени, в течение которого жидкой пене дают стечь перед затвердеванием. В традиционных процессах ПУ образование пузырьков, дренаж и полимеризация происходят одновременно, что затрудняет независимую регулировку одного из этих параметров.
Исследователи объединили полиуретановые составы,-чувствительные к УФ-излучению, с миллифжидкостной системой, способной смешивать вязкие компоненты и генерировать пены с равномерным распределением пузырьков-по размерам.
Изменяя точку облучения пены, команда могла контролировать, как долго она стечет до затвердевания. Это позволило изменить окончательную клеточную морфологию, сохранив при этом ту же основную формулировку.
Исследователи также объединили генератор фотобазы с обычным катализатором. Они заявили, что этот гибридный подход обеспечивает еще более широкий диапазон поведения затвердевания, сочетая постепенное фоновое отверждение с ускорением, вызванным воздействием ультрафиолета.
В настоящее время система представляет собой метод лабораторного-масштаба, предназначенный в первую очередь для производства и исследования модельных пенопластов. Однако отверждение, вызванное внешними воздействиями, в конечном итоге может оказаться полезным в приложениях, требующих точно контролируемых пористых структур, включая изоляцию, фильтрацию, легкие компоненты и каркасы для тканеинженерных работ.
Исследователи заявили, что основным нововведением стала возможность получать пены с настраиваемой морфологией из одной рецептуры, а не переформулировать химический состав для получения каждой структуры.