Forskare från Hokkaido University har framgångsrikt utvecklat en ny metod för att ge luminiscerande egenskaper till generiska polymerer, såsom polystyren och polyeten. Tekniken, som publicerades i tidskriften Angewandte Chemie International Edition , gör det möjligt att enkelt framställa luminiscerande polymerer utan att använda komplicerade organiska syntetiska metoder.

"Luminescerande polymerer används ofta i det moderna samhället, i applikationer som organiska lasrar, solceller, sensorer och bioavbildning, men deras framställning kräver ofta flera kemiska syntessteg, som är både tids- och arbetskrävande, " förklarar professor Hajime Ito, en av författarna till studien och vice direktör för Institutet för kemisk reaktionsdesign och upptäckt (WPI-ICReDD) vid Hokkaido University.

För att övervinna detta problem, forskargruppen undersökte om självlysande polymerer kunde framställas med hjälp av mekanisk kraft i motsats till sofistikerad kemisk syntes.

"Det är välkänt att mekaniskt stimulerande polymerer, till exempel genom att mala eller krossa dem, genererar reaktiva ämnen som kallas fria radikaler, " säger docent Koji Kubota från Hokkaido University, en pappersmedförfattare. "Inspirerad av detta fenomen, såväl som vår tidigare forskning om mekanisk kraftinducerad luminescens och reaktioner, vi ville undersöka om vi kunde hitta en enklare metod för att framställa funktionella självlysande material."

I den här studien, forskarna placerade polymeren och pre-fluorescerande radikalreaktanter tillsammans i en kulfräsburk som innehöll kulor av rostfritt stål. Burken skakades sedan, vilket får bollarna att mala de fasta föreningarna och initiera en reaktion. Under denna process, de kovalenta bindningarna i polymerkedjorna klyvdes och de pre-fluorescerande molekylerna sattes in i polymeren, får betydligt högre utsläppsintensitet. Forskarna har framgångsrikt tillämpat denna metod på polystyren, polyeten, polyfenylensulfid, polysulfon, och andra generiska polymerer.

"Med vidareutveckling, Metoden skulle eventuellt kunna anpassas för att introducera andra funktioner till generiska polymerer, " säger Hokkaido University Assistant Professor Mingoo Jin.

"I framtiden, vi hoppas kunna använda denna metod för att utveckla nya avkännings- och inspelningsmaterial som ändrar färg som svar på mekaniska stimuli, " tillade Hajime Ito.

Detta kan bana väg för "smarta" material för ett brett spektrum av applikationer, såsom bioavbildningsreagenser och tryckkänsliga sensorer.