Forskere i Frankrike har utviklet lysfølsomme polyuretanformuleringer som gjør at størkningen av flytende skum kan utløses og kontrolleres ved hjelp av ultrafiolett lys.
Tilnærmingen bruker en fotobasegenerator som en latent katalysator. Når formuleringen utsettes for UV-stråling, frigjør generatoren en base som akselererer polyuretanreaksjonen, slik at forskere kan velge når skummet begynner å stivne.
Guillaume Cotte-Carluer og kolleger ved Institut Charles Sadron i Strasbourg sa at metoden kunne gi større kontroll over skummorfologi uten å kreve en separat formulering for hver cellestruktur.
Skumegenskaper er sterkt påvirket av boblestørrelse, væskeinnhold og hvor lang tid det flytende skummet får renne av før herding. I konvensjonelle PU-prosesser skjer bobledannelse, drenering og polymerisering samtidig, noe som gjør det vanskelig å justere en av disse parameterne uavhengig.
Forskerne kombinerte de UV-sensitive polyuretanformuleringene med et millifluidsystem som var i stand til å blande viskøse komponenter og generere skum med en jevn fordeling av boble-størrelse.
Ved å endre punktet der skummet ble bestrålt, kunne teamet kontrollere hvor lenge det drenerte før størkning. Dette gjorde det mulig å endre den endelige cellulære morfologien mens den samme underliggende formuleringen ble beholdt.
Forskerne kombinerte også fotobasegeneratoren med en konvensjonell katalysator. De sa at denne hybride tilnærmingen ga et enda bredere spekter av størkningsatferd ved å kombinere gradvis bakgrunnsherding med akselerasjonen produsert av UV-eksponering.
Systemet er for tiden en metode i laboratorie-skala primært beregnet på produksjon og studier av modellskum. Imidlertid kan eksternt utløst herding etter hvert vise seg nyttig i applikasjoner som krever nøyaktig kontrollerte porøse strukturer, inkludert isolasjon, filtrering, lette komponenter og vevs-tekniske stillaser.
Forskerne sa at den viktigste innovasjonen var muligheten til å oppnå skum med tilpassbare morfologier fra en enkelt formulering, i stedet for å omformulere kjemien for å produsere hver struktur.