Valopolymerointimenetelmiä polymeerien edistyneeseen tuotantoon (PHOTOPOLY)

Valon monipuolinen hyödyntäminen tulevaisuuden teknologioissa on nopeasti etenevä perustutkimuksen osa-alue, joka on johtanut merkittäviin läpimurtoihin useilla tieteenaloilla. Kemian tutkimus on löytänyt monia tapoja hyödyntää valoa synteesikemiassa. Polymeeritieteen alalla sille on löydetty laajalti käyttöä erilaisissa polymeerien valmistusprosesseissa, sekä polymeerien ominaisuuksien muokkaamisessa kemiallisten reaktioiden avulla.

Polymeerien valmistus valoa hyödyntäen perustuu useimmiten radikaalipolymerointiin, joissa valoherkkä yhdiste – valoinitiaattori – muodostaa radikaaleja reaktion käynnistämiseksi. Valopolymerointimenetelmät mahdollistavat polymeerien ja polymeeripohjaisten tuotteiden tuotannon uudenaikaisia menetelmillä, kuten 3D-tulostuksella, jossa materiaalia valmistetaan monomeerin ja valoinitiaattorin seoksesta. Radikaalipolymerointimenetelmiä ei kuitenkaan voida soveltaa kaikkien polymeerilajien valmistuksessa, joista osa edellyttää esimerkiksi ionisten initiaattorien käyttöä. Vaihtoehtoisia valoinitiaattoreita ei olla vielä tutkittu kovin laajalti ja suurta osaa hyödyllisistä polymeerimateriaaleista ei siksi voida tuottaa valoa hyödyntäen.

Emil Aaltosen säätiön rahoittama PHOTOPOLY-projekti tutkii uudenlaisia valopolymerointimenetelmiä ja niiden käyttöä polymeerien edistyneessä tuotannossa. Tutkimuksen tavoitteena on kasvattaa valopolymeroinnilla valmistettavien polymeerien valikoimaa, sekä näin ollen monipuolistaa materiaalien käyttöominaisuuksia ja avata uusia sovellusmahdollisuuksia. Pyrkimyksenä on lisäksi ymmärtää uusien polymerointimenetelmien vahvuuksia ja rajoitteita, ja tuoda esille uudenlaisia, energiatehokkaampia ja säästeliäämpiä lähestymistapoja polymeerien valmistukseen.