TetraALA: दृश्य प्रकाश इलाज और माइक्रोवेव डिबॉन्डिंग का एक आदर्श संयोजन
सामग्री विज्ञान के क्षेत्र में, चिपकने वाले पदार्थों ने हमेशा असमान सामग्रियों को जोड़ने वाले पुलों के रूप में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। हालांकि, पारंपरिक थर्मोसेटिंग चिपकने वाले अक्सर दो प्रमुख चुनौतियों का सामना करते हैं: इलाज प्रक्रिया के लिए पराबैंगनी प्रकाश या उच्च तापमान की आवश्यकता होती है, जो सब्सट्रेट को नुकसान पहुंचा सकता है; और एक बार इलाज हो जाने पर, उन्हें पुनर्चक्रित करना मुश्किल होता है, जिसके परिणामस्वरूप पर्यावरण प्रदूषण और संसाधनों का अपव्यय होता है।
2025 में, TetraALA नामक एक गतिशील बहुलक विकसित किया गया था। यह चतुराई से दृश्य प्रकाश इलाज को माइक्रोवेव डिबॉन्डिंग के साथ जोड़ता है, जिससे न केवल तेज़ और कोमल बंधन प्राप्त होता है, बल्कि कुशल पुनर्चक्रण भी होता है। यह नवाचार, अल्फा-लिपोइक एसिड (ALA) के रिंग-ओपनिंग पोलीमराइजेशन और डिपोलीमराइजेशन गुणों से प्राप्त होता है, जो टिकाऊ सामग्री डिजाइन में एक नया मील का पत्थर है।
पूरा नाम TetraALA इसके चार-सशस्त्र संरचना (टेट्रा) और अल्फा-लिपोइक एसिड (ALA) में इसकी उत्पत्ति से आता है। ALA एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला कार्बोक्सिलिक एसिड यौगिक है जिसमें एक चक्रीय डाइसल्फ़ाइड बंधन होता है और इसका उपयोग आमतौर पर स्वास्थ्य पूरक में किया जाता है। हालांकि, इस अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने इसे एक बहुक्रियाशील मोनोमर में बदल दिया। एक-पॉट संश्लेषण विधि का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने टिन(II) क्लोराइड को उत्प्रेरक के रूप में और ट्राईएथिलमाइन (TEA) को 1,4-डाइऑक्सेन के मिश्रित विलायक में सह-उत्प्रेरक के रूप में उपयोग करके पेंटाएरिथ्रिटोल के साथ ALA का एस्टरीकरण किया। इस प्रक्रिया के लिए किसी जटिल शोधन की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि प्रतिक्रिया एक खुली प्रणाली में की जाती है, जिससे अस्थिर घटकों (जैसे 160 डिग्री सेल्सियस से कम क्वथनांक वाले विलायक) को आसानी से हटाया जा सकता है। परमाणु चुंबकीय अनुनाद (1H-NMR) और अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी (ATR-IR) विश्लेषण ने पेंटाएरिथ्रिटोल हाइड्रॉक्सिल समूह के पूर्ण रूपांतरण की पुष्टि की, हालांकि थोड़ी मात्रा में अनएस्टरिफाइड ALA कार्बोक्सिलेट शेष रहा।
इस संश्लेषण विधि का सबसे बड़ा लाभ इसकी पर्यावरण मित्रता है: कच्चे माल आसानी से उपलब्ध और सस्ते हैं (उदाहरण के लिए, ALA किफायती है), पूरी प्रक्रिया विलायक-मुक्त है, और अंतिम उत्पाद लगभग 37 डिग्री सेल्सियस के ग्लास संक्रमण तापमान (Tg) के साथ एक पारदर्शी कांच है। यह सुनिश्चित करता है कि TetraALA कमरे के तापमान पर ठोस रहता है, जिससे इसे स्टोर करना और परिवहन करना आसान हो जाता है। पारंपरिक चिपकने वाले पदार्थों के जटिल, बहु-चरणीय संश्लेषण की तुलना में, TetraALA की एक-पॉट प्रक्रिया उत्पादन लागत और पर्यावरणीय प्रभाव को काफी कम करती है, जो एक परिपत्र अर्थव्यवस्था के डिजाइन सिद्धांतों को दर्शाता है।
TetraALA का मुख्य नवाचार इसकी व्यापक-स्पेक्ट्रम दृश्य प्रकाश इलाज क्षमता में निहित है। यह 400-650nm की दृश्य प्रकाश सीमा के भीतर तेजी से ठीक हो जाता है, केवल 30 सेकंड में 92.7% ± 2.7% की रूपांतरण दर प्राप्त करता है। इलाज तंत्र मुक्त कट्टरपंथी रिंग-ओपनिंग पोलीमराइजेशन पर आधारित है: एक फोटोइनिशिएटर मुक्त कण उत्पन्न करने के लिए दृश्य प्रकाश को अवशोषित करता है, जो ALA के चक्रीय डाइसल्फ़ाइड बांड को खोलता है, जिससे एक क्रॉस-लिंक्ड नेटवर्क बनता है।
TetraALA सामग्री विज्ञान में "बुद्धिमान गतिशीलता" की ओर एक बदलाव का प्रतिनिधित्व करता है: अब स्थिर, डिस्पोजेबल सामग्री नहीं, बल्कि जीवित सामग्री जो बाहरी उत्तेजनाओं का जवाब देती हैं। यह न केवल विनिर्माण में क्रांति लाएगा बल्कि संभावित रूप से एआई-सहायता प्राप्त सामग्री डिजाइन उन्नयन को प्रेरित करेगा और अधिक कुशल संसाधन उपयोग को बढ़ावा देगा। कुल मिलाकर, यह नवाचार प्रचार के योग्य है, लेकिन इसकी व्यावसायिक क्षमता को बड़े पैमाने पर परीक्षण के माध्यम से सत्यापित करने की आवश्यकता है।
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