Ερευνητές στη Γαλλία έχουν αναπτύξει φωτοευαίσθητα σκευάσματα πολυουρεθάνης που επιτρέπουν την ενεργοποίηση και τον έλεγχο της στερεοποίησης υγρών αφρού με χρήση υπεριώδους φωτός.
Η προσέγγιση χρησιμοποιεί μια γεννήτρια φωτοβάσης ως λανθάνον καταλύτη. Όταν το σκεύασμα εκτίθεται σε υπεριώδη ακτινοβολία, η γεννήτρια απελευθερώνει μια βάση που επιταχύνει την αντίδραση πολυουρεθάνης, επιτρέποντας στους ερευνητές να επιλέξουν πότε ο αφρός αρχίζει να στερεοποιείται.
Ο Guillaume Cotte-Carluer και οι συνεργάτες του στο Ινστιτούτο Charles Sadron στο Στρασβούργο είπαν ότι η μέθοδος θα μπορούσε να παρέχει μεγαλύτερο έλεγχο στη μορφολογία του αφρού χωρίς να απαιτείται ξεχωριστή σύνθεση για κάθε κυτταρική δομή.
Οι ιδιότητες του αφρού επηρεάζονται έντονα από το μέγεθος των φυσαλίδων, την περιεκτικότητα σε υγρό και το χρονικό διάστημα για το οποίο αφήνεται να στραγγίσει ο υγρός αφρός πριν από τη σκλήρυνση. Στις συμβατικές διεργασίες PU, ο σχηματισμός φυσαλίδων, η αποστράγγιση και ο πολυμερισμός συμβαίνουν ταυτόχρονα, καθιστώντας δύσκολη την ανεξάρτητη προσαρμογή μιας από αυτές τις παραμέτρους.
Οι ερευνητές συνδύασαν τα σκευάσματα πολυουρεθάνης που είναι ευαίσθητα στην υπεριώδη ακτινοβολία-με ένα millifluidic σύστημα ικανό να αναμειγνύει παχύρρευστα συστατικά και να δημιουργεί αφρούς με ομοιόμορφη κατανομή μεγέθους φυσαλίδων-.
Αλλάζοντας το σημείο στο οποίο ακτινοβολήθηκε ο αφρός, η ομάδα μπορούσε να ελέγξει πόσο καιρό θα στραγγιζόταν πριν από τη στερεοποίηση. Αυτό κατέστησε δυνατή την αλλαγή της τελικής κυτταρικής μορφολογίας διατηρώντας παράλληλα την ίδια υποκείμενη σύνθεση.
Οι ερευνητές συνδύασαν επίσης τη γεννήτρια φωτοβάσης με έναν συμβατικό καταλύτη. Είπαν ότι αυτή η υβριδική προσέγγιση παρείχε ένα ακόμα μεγαλύτερο εύρος συμπεριφοράς στερεοποίησης συνδυάζοντας τη σταδιακή σκλήρυνση του φόντου με την επιτάχυνση που παράγεται από την έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία.
Το σύστημα είναι επί του παρόντος μια μέθοδος εργαστηριακής κλίμακας-που προορίζεται κυρίως για την παραγωγή και τη μελέτη μοντέλων αφρού. Ωστόσο, η σκλήρυνση που ενεργοποιείται εξωτερικά θα μπορούσε τελικά να αποδειχθεί χρήσιμη σε εφαρμογές που απαιτούν επακριβώς ελεγχόμενες πορώδεις δομές, όπως μόνωση, διήθηση, ελαφρά εξαρτήματα και ικριώματα{2}}μηχανικής ιστών.
Οι ερευνητές είπαν ότι η κύρια καινοτομία ήταν η δυνατότητα λήψης αφρού με προσαρμόσιμες μορφολογίες από ένα μόνο σκεύασμα, αντί να αναδιατυπωθεί η χημεία για την παραγωγή κάθε δομής.