Les dispersions de particules polymères dans une phase liquide (latex) ont de nombreuses applications importantes dans la technologie des revêtements, l'imagerie médicale et la biologie cellulaire.Une équipe française de chercheurs a maintenant développé une méthode, rapportée dans la revueAngewandte Chemie International Edition, pour produire des dispersions de polystyrène stables avec des tailles de particules d'une taille et d'une uniformité sans précédent.Des distributions de taille étroites sont essentielles dans de nombreuses technologies avancées, mais étaient auparavant difficiles à produire par voie photochimique.
Le polystyrène, souvent utilisé pour créer de la mousse expansée, est également bien adapté à la production de latex, dans lesquels les particules microscopiques de polystyrène sont en suspension.Ils sont utilisés dans la fabrication de revêtements et de peintures et également à des fins d'étalonnage en microscopie ainsi qu'enl'imagerie médicaleet la recherche en biologie cellulaire.Ils sont généralement produits par voie thermique ou induite par redox.polymérisationau sein de la solution.
Pour obtenir un contrôle externe sur le processus, les équipes Muriel Lansalot, Emmanuel Lacôte et Elodie Bourgeat-Lami de l'Université Lyon 1, France, et leurs collègues, se sont tournées vers des processus pilotés par la lumière.«La polymérisation pilotée par la lumière assure un contrôle temporel, car la polymérisation ne se déroule qu'en présence de lumière, alors que les méthodes thermiques peuvent être démarrées mais pas arrêtées une fois en cours», explique Lacôte.
Bien que des systèmes de photopolymérisation basés sur les UV ou la lumière bleue aient été mis au point, ils présentent des limites.Le rayonnement de courte longueur d'onde est diffusé lorsque lela taille des particulesdevient proche de la longueur d’onde du rayonnement, ce qui rend difficile la production de latex dont la taille des particules est supérieure à celle des longueurs d’onde entrantes.De plus, la lumière UV est très gourmande en énergie, sans parler du danger pour les humains qui travaillent avec elle.
Les chercheurs ont donc développé un système d’initiation chimique affiné qui répond à la lumière LED standard dans le domaine visible.Ce système de polymérisation, basé sur un colorant acridine, des stabilisants et un composé de borane, a été le premier à dépasser le « plafond de 300 nanomètres », la limite de taille de la polymérisation induite par les UV et la lumière bleue dans un milieu dispersé.Ainsi, pour la première fois, l’équipe a pu utiliser la lumière pour produire des latex de polystyrène dont la taille des particules était supérieure au micromètre et dont les diamètres étaient très uniformes.
L'équipe propose des applications bien au-delàpolystyrène.« Le système pourrait potentiellement être utilisé dans tous les domaines où les latex sont utilisés, comme les films, les revêtements, les supports de diagnostic, etc. », explique Lacôte.De plus, les particules de polymère pourraient être modifiées aveccolorants fluorescents, des clusters magnétiques ou d'autres fonctionnalités utiles pour les applications de diagnostic et d'imagerie.L’équipe affirme qu’une large gamme de tailles de particules couvrant les échelles nano et micro serait accessible « simplement en ajustant les conditions initiales.
Heure de publication : 26 octobre 2023