Ricercatori francesi hanno sviluppato formulazioni di poliuretano fotosensibili che consentono di innescare e controllare la solidificazione delle schiume liquide utilizzando la luce ultravioletta.
L'approccio utilizza un generatore di base fotografica come catalizzatore latente. Quando la formulazione è esposta alle radiazioni UV, il generatore rilascia una base che accelera la reazione del poliuretano, consentendo ai ricercatori di scegliere quando la schiuma inizia a solidificarsi.
Guillaume Cotte-Carluer e colleghi dell'Institut Charles Sadron di Strasburgo hanno affermato che il metodo potrebbe fornire un maggiore controllo sulla morfologia della schiuma senza richiedere una formulazione separata per ciascuna struttura cellulare.
Le proprietà della schiuma sono fortemente influenzate dalla dimensione delle bolle, dal contenuto di liquido e dal periodo di tempo durante il quale la schiuma liquida viene lasciata drenare prima dell'indurimento. Nei processi PU convenzionali, la formazione di bolle, il drenaggio e la polimerizzazione avvengono simultaneamente, rendendo difficile la regolazione indipendente di uno di questi parametri.
I ricercatori hanno combinato le formulazioni poliuretaniche sensibili ai raggi UV-con un sistema millifluidico in grado di miscelare componenti viscosi e generare schiume con una distribuzione uniforme delle dimensioni delle bolle-.
Modificando il punto in cui la schiuma veniva irradiata, il team ha potuto controllare il tempo in cui veniva drenata prima della solidificazione. Ciò ha permesso di alterare la morfologia cellulare finale pur mantenendo la stessa formulazione sottostante.
I ricercatori hanno anche combinato il generatore di photobase con un catalizzatore convenzionale. Hanno affermato che questo approccio ibrido ha fornito una gamma ancora più ampia di comportamenti di solidificazione combinando la polimerizzazione di fondo graduale con l’accelerazione prodotta dall’esposizione ai raggi UV.
Il sistema è attualmente un metodo su scala di laboratorio-destinato principalmente alla produzione e allo studio di modelli in schiuma. Tuttavia, la polimerizzazione attivata dall'esterno potrebbe rivelarsi utile in applicazioni che richiedono strutture porose controllate con precisione, tra cui isolamento, filtrazione, componenti leggeri e scaffold di ingegneria tissutale.
I ricercatori hanno affermato che la principale innovazione è stata la capacità di ottenere schiume con morfologie personalizzabili da un'unica formulazione, anziché riformulare la chimica per produrre ciascuna struttura.