211service.com
Reakcje chemiczne wyzwalane laserem
Zwykle chemicy nie mogą mieszać ze sobą odczynników, dopóki nie są gotowi do zajścia reakcji. Ale teraz naukowcy opracowali sposób na kapsułkowanie wysoce reaktywnych substancji chemicznych z nanorurek węglowych w nylonowych mikroskorupach, umieszczanie ich w mieszaninie z innymi reagentami, przechowywanie mieszaniny tak długo, jak chcą, a następnie za pomocą światła laserowego, aby rozerwać kapsułki, inicjując substancję chemiczną. reakcja kiedy i gdzie jest to potrzebne. System można wykorzystać do drukowania, kontrolowanego dostarczania leków do organizmu lub przemysłowej syntezy chemicznej.
Światło aktywowane: Te mikrokapsułki, wykonane z nylonu, mogą być używane do oddzielania wysoce reaktywnych chemikaliów w tej samej cieczy. Kapsułki pękają po oświetleniu laserem, mieszając chemikalia.
Opracowaliśmy sposób na umieszczenie niekompatybilnych chemikaliów w jednym pojemniku i zewnętrzne środki, które sprawią, że zareagują, mówi Jean Fréchet , chemik organiczny na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley.
Używając systemu enkapsulacji, mówi Alex Zettl , profesor fizyki na uniwersytecie, który pracuje z Fréchetem nad chemicznymi kapsułkami, możesz umieścić chemikalia dokładnie tam, gdzie chcesz, zostawić je, a następnie użyć lasera jako pokrętła do zainicjowania reakcji na żądanie.
Naukowcy z Berkeley wykorzystują ustaloną reakcję do stworzenia kapsuł. Mieszają substancję chemiczną do kapsułkowania z niewielką ilością nanorurek węglowych i prekursorami do produkcji nylonu, ciągle mieszając. Mieszanie powoduje, że nylon tworzy kulki, które wychwytują nanorurki i reagent. Zmieniając szybkość mieszania, chemicy z Berkeley mogą zmieniać wielkość powstałych kapsułek od około 100 do 1000 mikrometrów. Kiedy celują laserem w kapsułkę, nanorurki węglowe pochłaniają światło, podgrzewając płyn w środku i powodując jego rozszerzanie się, aż do wybuchu, uwalniając zawartość. Nowością nie jest sama cząstka, ale fakt, że można do niej dotrzeć za pomocą taniego lasera, mówi Fréchet. Jest to możliwe, ponieważ nanorurki węglowe – najczarniejsza znana substancja – bardzo skutecznie pochłaniają szerokie spektrum światła.
Mikrokapsułki są powszechnie spotykane w detergentach, gdzie oddzielają mydło od innych składników do momentu zmieszania z wodą, oraz w bezwęglowym papierze do kopiowania, gdzie oddzielają atramenty, które reagują, gdy kapsułki pękają pod naciskiem długopisu. Ale nie było dobrego sposobu na oddzielenie reaktywnych cieczy od siebie i precyzyjne kontrolowanie ich uwalniania.
W artykule opublikowanym w Dziennik Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego , naukowcy opisują wykorzystanie mikrokapsułek wyzwalanych światłem do kontrolowania dwóch różnych typów reakcji.
Sterowanie laserem oferuje wiele stopni swobody w nałożeniu reaktywnego materiału, mówi Jeffrey Leon, chemik w dziale elektroniki firmy uchwyt , firma z siedzibą w Düsseldorfie w Niemczech. Ochrona wysoce reaktywnych chemikaliów przed sobą w płynie, a następnie możliwość dokładnej kontroli ich uwalniania, mówi Leon, była celem od dawna. Badania są na wczesnym etapie i mają wiele potencjalnych zastosowań. Kolejnym krokiem jest jak najmniejsze wykonanie kapsuł, co umożliwiłoby wykorzystanie kapsuł wyzwalanych laserem w drukowaniu materiałów elektronicznych – mówi Leon.
Naukowcy z Berkeley pracują nad zamianą nanorurek węglowych na barwniki, które pochłaniają znacznie węższe pasma światła. Pozwoliłoby to na inny stopień kontroli nad uwalnianiem substancji chemicznych: lasery o różnych długościach fal mogłyby być wykorzystywane do uwalniania różnych substancji chemicznych.