Des chercheurs français ont développé des formulations de polyuréthane photosensibles qui permettent de déclencher et de contrôler la solidification de mousses liquides grâce à la lumière ultraviolette.
L'approche utilise un générateur de photobase comme catalyseur latent. Lorsque la formulation est exposée aux rayons UV, le générateur libère une base qui accélère la réaction du polyuréthane, permettant ainsi aux chercheurs de choisir le moment où la mousse commence à se solidifier.
Guillaume Cotte-Carluer et ses collègues de l'Institut Charles Sadron de Strasbourg ont déclaré que cette méthode pourrait permettre un meilleur contrôle de la morphologie de la mousse sans nécessiter une formulation distincte pour chaque structure cellulaire.
Les propriétés de la mousse sont fortement influencées par la taille des bulles, la teneur en liquide et la durée pendant laquelle la mousse liquide peut s'écouler avant de durcir. Dans les procédés PU conventionnels, la formation de bulles, le drainage et la polymérisation se produisent simultanément, ce qui rend difficile l'ajustement indépendant de l'un de ces paramètres.
Les chercheurs ont combiné les formulations de polyuréthane sensibles aux UV-avec un système millifluidique capable de mélanger des composants visqueux et de générer des mousses avec une distribution uniforme de la taille des bulles-.
En modifiant le point auquel la mousse était irradiée, l’équipe a pu contrôler la durée d’écoulement avant solidification. Cela a permis de modifier la morphologie cellulaire finale tout en conservant la même formulation sous-jacente.
Les chercheurs ont également combiné le générateur de photobase avec un catalyseur conventionnel. Ils ont déclaré que cette approche hybride offrait une gamme encore plus large de comportements de solidification en combinant un durcissement progressif en arrière-plan avec l'accélération produite par l'exposition aux UV.
Le système est actuellement une méthode-à l'échelle du laboratoire destinée principalement à la production et à l'étude de mousses modèles. Cependant, le durcissement déclenché de l'extérieur pourrait éventuellement s'avérer utile dans les applications nécessitant des structures poreuses contrôlées avec précision, notamment l'isolation, la filtration, les composants légers et les échafaudages d'ingénierie tissulaire.
Les chercheurs ont déclaré que la principale innovation était la capacité d'obtenir des mousses aux morphologies personnalisables à partir d'une seule formulation, plutôt que de reformuler la chimie pour produire chaque structure.