Мощные лазеры часто используются для модификации полимерных поверхностей для изготовления высокотехнологичных биомедицинских продуктов, электроники и компонентов для хранения данных.

Теперь исследователи из Университета Флиндерса обнаружили светочувствительный, недорогой полимер на основе серы, восприимчивый к маломощным лазерам видимого света, что обещает более доступный и безопасный метод производства в нанотехнологиях, химической науке и создании рисунков на поверхностях в биологических приложениях.

Подробности о новой системе только что были опубликованы в журнале Angewandte Chemie International Edition, в котором представлена ​​лазерная гравировка версии знаменитой картины «Мона Лиза» и микропечать Брайля размером даже меньше головки булавки.

«Это может стать способом снизить потребность в дорогостоящем специализированном оборудовании, включая мощные лазеры с опасным радиационным риском, а также использовать более экологичные материалы. Например, ключевой полимер изготавливается из недорогой элементарной серы, промышленного побочный продукт, а также циклопентадиен или дициклопентадиен», — говорит Мэтью Флиндерс, профессор химии Джастин Чалкер из Университета Флиндерса.

«В нашем исследовании использовался набор лазеров с дискретными длинами волн (532, 638 и 786 нм) и мощностью для демонстрации различных модификаций поверхности специальных полимеров, включая контролируемое набухание или травление посредством абляции. Простой синтез и лазерная модификация этих фотографий Чувствительные полимерные системы использовались в таких приложениях, как лазерная литография с прямой записью и стираемое хранение информации», — говорит доктор Чалкер из Института наномасштабной науки и техники Университета Флиндерса.

Как только лазерный луч коснется поверхности, полимер мгновенно набухнет или протравит углубления, образуя линии, отверстия, шипы и каналы.

Открытие было сделано исследователем и соавтором из Университета Флиндерса доктором Кристофером Гибсоном во время обычного анализа полимера, впервые изобретенного в лаборатории Чалкера в 2022 году доктором философии. кандидат Сэмюэл Тонкин и профессор Чалкер.

Доктор Гибсон говорит: «Новый полимер был немедленно модифицирован с помощью лазеров малой мощности — необычный отклик, который я никогда раньше не наблюдал ни на одном другом обычном полимере. Мы сразу же заявили, что это явление может быть полезно в ряде приложений, поэтому мы [построил] исследовательский проект вокруг этого открытия».

Еще один доктор философии Флиндерсского колледжа науки и техники. Кандидат Эбигейл Манн возглавила следующий этап проекта и является первым автором журнальной статьи.

«Результатом этих усилий стала новая технология создания точных рисунков на поверхности полимера», — говорит она. «Разрабатывать и внедрять новые методы микрообработки материалов на основе серы интересно. Мы надеемся вдохновить на широкий спектр реальных применений в нашей лаборатории и за ее пределами».

Потенциальные применения включают новые подходы к хранению данных о полимерах, новые поверхности с рисунком для биомедицинских приложений и новые способы создания микро- и наноразмерных устройств для электроники, датчиков и микрофлюидики.

При поддержке научного сотрудника доктора Линн Лисбоа и Сэмюэля Тонкина команда Флиндерса провела подробный анализ того, как лазер модифицирует полимер и как контролировать тип и размер модификации.

Доктор Лисбоа добавляет: «Влияние этого открытия выходит далеко за пределы лаборатории и потенциально может быть использовано в биомедицинских устройствах, электронике, хранении информации, микрофлюидике и многих других приложениях функциональных материалов.

Над проектом также работал спектроскопист Флиндерса доктор Джейсон Гаскук из Австралийского национального производственного предприятия (ANFF).