ترکیب غیرسمی "فعال شده با نور" نویدبخش چاپ سه بعدی ایمن تر مواد زیستی پیشرفته است

ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

دانشمندان دانشگاه فناوری نانیانگ، سنگاپور (NTU سنگاپور) کلاس جدیدی از ترکیبات فعال شده با نور را توسعه داده اند که می تواند به کاربردهای ایمن تر و همه کاره تر در چاپ سه بعدی، لوازم آرایشی و پزشکی منجر شود.

این ترکیبات که به عنوان آغازگرهای نوری آریل دیازرین شناخته می شوند، برای جامد کردن رزین های مایع به پلاستیک های سخت با سرعت و دقت با استفاده از نور استفاده می شوند. شروع کننده های نوری استاندارد صنعتی فعلی اغلب با مسایل سمیت و حلالیت ضعیف در آب مواجه هستند.

مطالعه NTU که در NPG Asia Materials منتشر شده است، نشان می‌دهد که آغازگرهای نوری جدید آریل دیازیرین نه تنها برای سلول‌های انسانی سمی نیستند، بلکه عملکرد عالی از جمله کاهش انقباض مواد و سازگاری با رزین‌های پایدار مبتنی بر آب را ارائه می‌دهند. این مقاله با عنوان "آریل دیازرین فوتو آغازگر غیر سمی" است.

آغازگرهای نوری یک عنصر کلیدی در همه چیز هستند، از چسب هایی که الکترونیک را مهر و موم می کنند تا هیدروژل های زیست سازگار مورد استفاده در مهندسی بافت. هنگامی که در معرض نور قرار می گیرند، یک واکنش شیمیایی به نام پلیمریزاسیون را آغاز می کنند که مواد مایع را در عرض چند ثانیه جامد می کند.

با این حال، متداول ترین آغازگرهای نور، مانند اکسید دی فنیل (2،4،6-تری متیل بنزوئیل) فسفین (TPO) و فنیل بیس (2،4،6-تری متیل بنزوئیل) اکسید فسفین (BAPO)، به عنوان سموم تولید مثلی شناسایی شده اند که نیاز فوری به جایگزین های ایمن تر را ایجاد می کنند. در واقع، هر دو TPO و BAPO در برخی مناطق مانند اتحادیه اروپا (EU) به دلیل نگرانی های بهداشتی ممنوع هستند. این ممنوعیت بخش ژل-ناخن را که برای درمان سریع و مطمئن به TPO متکی بود، مختل کرده است.

تیم NTU، به سرپرستی پروفسور تری دبلیو جی استیل از دانشکده علوم و مهندسی مواد، دریافتند که آریل دیازیرین ها یک جایگزین بسیار موثر و زیست سازگار هستند.

استیل گفت: "صنعت با چالش بزرگی مواجه است، زیرا موثرترین و پرمصرف ترین آغازگرهای نوری به دلیل سمیت از وجود خود خارج می شوند. هدف ما ایجاد یک "فعال کننده" جدید بود که نه تنها ایمن و زیست سازگار است، بلکه عملکرد مواد موجود را نیز بهبود می بخشد. ما راه حلی ایجاد کرده ایم که مشکل سمیت را مستقیما برطرف می کند و در عین حال فرصت های جدیدی را برای نوآوری باز می کند.

یکی از یافته‌های مهم این مطالعه، توانایی جدید آغازگرهای نوری برای کاهش انقباض است که معمولا هنگام سخت شدن رزین مایع رخ می‌دهد. آریل دیازیرین ها گاز نیتروژن را در طول فرآیند پخت آزاد می کنند، ویژگی که می تواند برای مقابله با این انقباض تنظیم شود و منجر به محصولات نهایی پایدارتر و قابل اعتمادتر شود.

علاوه بر این، تعدادی از این ترکیبات جدید در دمای اتاق در آب و مایع محلول هستند. این رفتار کار را ساده می کند و به آنها اجازه می دهد تا در تولید "سبزتر" و کاربردهای حساس زیست پزشکی که در آن از حلال های آلی اجتناب می شود استفاده شود.

"آنچه واقعا آغازگرهای نوری جدید ما را متمایز می کند ترکیب منحصر به فرد آنها از مزایای آنهاست. آنها نه تنها غیر سمی هستند، بلکه مشکل طولانی مدت انقباض مواد را که یک مسئله حیاتی در زمینه های با دقت بالا مانند چاپ سه بعدی و دندانپزشکی است، حل می کنند. شکل مایع و حلالیت در آب آنها را به طرز باورنکردنی آسان می کند، کار با آنها را آسان می کند، مزیت بزرگی که برای صنعت ادغام می شود." استیل.

محققان NTU فناوری جدید را در چندین کاربرد در دنیای واقعی نشان داده‌اند. آنها مهر و موم های ضد آب و کانال های میکروسیال چاپ سه بعدی را از یک رزین پایدار مبتنی بر روغن سویا تولید کرده اند. این تیم خاطرنشان می کند که ترکیبات جدید برای کپسوله کردن سلول های زنده و بسته بندی مواد غذایی نیز امیدوار کننده هستند.

آنها همچنین یک چسب زیستی کشسان برای پوست ایجاد کردند که می تواند تا بیش از سه و نیم برابر طول خود بدون آسیب رساندن به پوست زیرین گسترش یابد. همچنین به عنوان یک مانع محافظ برای کاتترهای پزشکی طولانی مدت عمل می کند.

یافته‌های آن‌ها راه را برای نسل جدیدی از مواد قابل درمان با نور برای استفاده در ساخت‌های پیشرفته، بیومواد و حتی الکترونیک پوشیدنی، که ایمنی و عملکرد در آن اولویت دارند، هموار می‌کند.

نذیرالدین علی، نویسنده اصلی این مقاله گفت: «گام بعدی ما این است که شکاف بین یافته‌های آزمایشگاهی و تولید در مقیاس صنعتی را پر کنیم و اطمینان حاصل کنیم که این فعال‌کننده‌های ایمن می‌توانند به راحتی توسط شرکای جهانی مورد استفاده قرار گیرند.

نذیرالدین علی و همکاران، آغازگرهای نوری آریل دیازرین غیر سمی، مواد NPG آسیا (2026). DOI: 10.1038/s41427-026-00680-5

کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →