研究人员发现用于聚合物生产的新光活化机理

北卡罗莱纳州立大学的一组研究人员展示了一种使用低能可见光从纯单体溶液生产聚合物凝胶物体的方法。这项工作不仅为解决目前生产这些材料的挑战提供了潜在的解决方案，而且还进一步阐明了低能光子可以结合以产生高能激发态的方式。

聚合物产品(主要是塑料)被用于从水瓶到医疗应用的所有领域，每年生产数十亿磅的此类材料。选择的聚合物可以通过称为自由基聚合的方法生产，其中单体溶液暴露于紫外线(UV)下。紫外线的高能量使反应能够进行，从而形成聚合物。该方法的优点包括更少的化学废物副产品和更少的环境影响。

但是，这种方法并非没有缺点。的高能量的UV光在产生这些聚合物也可降解塑料中使用并且不适合用于生产某些材料。

北卡罗来纳州立大学晚安创新杰出化学教授费利克斯·N·卡斯特拉诺(Felix N. 在一项新的贡献中，卡斯泰拉诺(Castellano)和他的团队通过使用较低能量的黄光或绿光来创建聚合物凝胶，将一种称为均分子三重态-三重态an灭的过程应用于聚合物生产。

研究小组将内消旋四苯基卟啉锌(II)溶解在两种不同的纯单体中-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和丙烯酸甲酯(MA)-然后将溶液暴露在黄光下。来自光的能量会在ZnTPP中产生均分子三重态，当这些三重态结合时，它们会产生极其短暂的S2 激发态，该态具有足够的能量来驱动聚合过程。

卡斯特拉诺说：“虽然三重态在化学意义上确实存在很长的寿命，它们的寿命为毫秒，但S2激发态的寿命仅为皮秒，比皮秒少了9个数量级。” “这项工作的重要方面之一就是证明，如果您拥有纯净的液体，则可以利用这种有效的，短暂的激发态来促进重要的转变。纯净的液体可以确保电子有效地转移。”

该团队对溶液进行了光谱分析，确定了在存在黄光和绿光的情况下S2激发态的存在。Castellano说：“我们使用ZnTPP的原因是它使您可以看到两种不同激发态的光发射，并且可以区分低能S1和高能S2状态。” “我们知道聚合物的形成是S2激发态的直接结果，但我们也可以证明这是光谱学上发生的。”

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