《自然·通讯》刊发工程中心解孝林、彭海炎团队在光聚合领域的最新研究成果
5月17日，《自然·通讯》(Nature Communications)在线刊发了工程中心解孝林、彭海炎团队的最新研究成果“基于香豆素酮光氧化的光聚合反应及高效3D打印(Efficient 3D printing via photooxidation of ketocoumarin based photopolymerization. Nat Commun 2021, 12: 2873)”。这是基于前期工作 (Angew Chem Int Ed 2020, 59: 10066; JACS 2020, 142: 6285; Adv Sci 2019, 6: 1900205; JACS 2014, 136: 8855)，在光聚合领域取得的又一重要研究进展。
光聚合反应在全息存储、3D打印等前沿领域应用广泛，关键科学问题在于反应机理以及反应动力学的瞬时控制和空间调控。团队从光引发体系着手，系统研究了香豆素酮等光敏剂的光还原和光氧化反应机理，进而高效调控了光聚合反应动力学。在前期工作中，团队发现香豆素酮、荧光素衍生物经过胺类化合物光还原时，同时产生具有引发聚合功能的自由基和具有阻聚功能的自由基，提出了”光引发阻聚剂(photoinitibitor)”新概念。通过这两种自由基的竞争与协同效应有效调控了光聚合反应动力学，实现了彩色全息图像的存储及其与荧光图像的正交存储和协同温敏响应。该团队进一步研究了香豆素酮的光氧化反应，发现香豆素酮被三嗪化合物光氧化后生成脱乙基产物，因此在可见光波段保持了较强的光吸收。利用这一特点，成功抑制了3D打印过程中的侧向光聚合，在保持高3D打印分辨率(23 μm)的前提下，将打印速度提高了2.1倍(5.1 cm∙h-1)、光能利用效率提高了12倍，解决了3D打印速度与分辨率之间的矛盾，实现了复杂结构的高效打印。