Nowa metoda produkcji może pomóc w powstaniu nietoksycznych żywic do drukarek 3D

Fotoinicjatory to związki chemiczne powodujące fotopolimeryzację żywicy, czyli jej przejście ze stanu płynnego w stały. Są tzw. „aktywnym składnikiem” żywic wykorzystywanych w drukarkach 3D typu SLA i UV LCD, reagując pod wpływem emitowanego światła w określonych zakresach częstotliwości (najczęściej 405 nm). Istotną wadą żywic do druku 3D jest ich toksyczność przed przetworzeniem – a źródłem części tej toksyczności są właśnie fotoinicjatory. Tymczasem dzięki nowej metodzie syntezy nietoksycznych fotoinicjatorów opracowanej przez Politechnikę w austriackim Grazu, będzie można zacząć je tanio wytwarzać. W dalszej perspektywie czasu może to wpłynąć na jakość i bezpieczeństwo pracy z fotopolimerowymi drukarkami 3D?

Fotopolimery znajdują najszersze zastosowanie w branży stomatologicznej, gdzie są wykorzystywane do tworzenia wypełnień dentystycznych. Są one z oczywistych powodów nietoksyczne i osiąga się to za pomocą fotoinicjatorów na bazie germanu. Ich zaletą jest to, że pochłaniają światło o większej długości fali, a zatem nie wymagają do utwardzania szkodliwego dla zdrowia promieniowania UV. Niestety są niezwykle drogie w produkcji – koszt kilograma fotoincjatora powstałego na bazie germanu oscyluje w granicach kilkudziesięciu tysięcy złotych. W stomatologii nie ma to jednak tak dużego znaczenia, ponieważ wypełnienie protetyczne ma bardzo małą objętość, a fotoinicjator jest tylko jednym ze składników używanej żywicy. Gdyby chcieć jednak użyć tych samych fotoinicjatorów w żywicach używanych w druku 3D, ich cena drastycznie poszybowałaby w górę…

Michael Haas z Instytutu Chemii Nieorganicznej na z Politechnice w Grazu, opracował zupełnie nową metodę syntezy fotoinicjatorów na bazie germanu. W przeciwieństwie do konwencjonalnej syntezy, ta metoda produkcji nie wymaga siarki i jest znacznie prostsza, wydajniejsza i tańsza. W procesie wytwórczym kilka grup ochronnych na bazie krzemu jest jednocześnie odszczepianych, a pożądany związek jest izolowany za pomocą prostej krystalizacji.

Nowy sposób pozyskiwania fotoinicjatorów może mieć duży wpływ na rozwój aplikacji medycznych, biomedycznych, implantów, a nawet soczewek kontaktowych. Beneficjentem może okazać się także branża fotopolimerowych drukarek 3D, gdzie stosowanie nowych, nietoksycznych fotoinicjatorów pozwoliłoby na dużo szersze stosowanie metod SLA i UV LCD – zarówno w obszarze medycznym i protetycznym, jak i codziennym, stricte użytkowym lub hobbystycznym.

Źródło: www.phys.org