Полимеризация с обратимой передачей цепи по механизму раскрытия аддитивно-фрагментарных ростков (PET-RAFT) с помощью фотоиндуцированного переноса электронов/энергии позволяет точно контролировать рост полимеров под воздействием света. Традиционные стратегии, использующие ближнее инфракрасное излучение, часто полагаются на нелинейные оптические процессы, такие как двухфотонное поглощение или конверсия фотонов, которые обычно требуют лазерного возбуждения высокой интенсивности.
Прямая полимеризация PET-RAFT под воздействием коротковолнового инфракрасного (SWIR) света имеет явные преимущества, такие как более высокая селективность, глубокое проникновение в ткани и потенциальное применение в трёхмерной печати и трансдермальной полимеризации. Однако эффективные фотокатализаторы, которые могут напрямую использовать фотоны SWIR, встречаются редко.
В исследовании, опубликованном в [Journal of the American Chemical Society](https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c11312), группа под руководством профессора Ву Кайфэна и профессора Ду Джуна из Даляньского института химической физики Китайской академии наук вместе с профессором Сирилем Буйером из Университета Нового Южного Уэльса достигла живой радикальной полимеризации с использованием низкотоксичных квантовых точек из селенида меди-индия (CuInSe₂) (QDs), расширив возбуждение PET-RAFT в область SWIR до 1050 нм.
Исследователи синтезировали высоколюминесцентные QDs CuInSe₂/CuInS₂ с началом поглощения, расширенным до 1100 нм, и скрестили их с 4-циано-4-(додецилсульфанилтиocarbonyl)сульфанилпентаноевой кислотой в качестве фотокатализатора. Под воздействием возбуждения при 1050 нм эта гибридная система эффективно запускала полимеризацию PET-RAFT, достигая эффективной полимеризации через 3 мм биологической ткани.
Кроме того, исследователи обнаружили, что долгоживущие электроны в неглубоком дефектном состоянии в QDs CuInSe₂ играют ключевую роль во время органических фотохимических реакций, обеспечивая руководство для разработки высокоэффективных фотокатализаторов SWIR.
«При дальнейшей оптимизации QDs эта стратегия может обеспечить эффективную полимеризацию на ещё более длинных волнах, открывая путь для синтеза передовых функциональных полимерных материалов под воздействием SWIR», — сказал профессор Ду.
Предоставлено [Китайской академией наук](https://phys.org/partners/chinese-academy-of-sciences/)