文章專區

溶劑的主要功能是用來溶解反應試劑，使化學反應能具有良好的流動性。傳統上在進行聚合物的「可逆加成斷裂鏈轉移」（reversible addition-fragmentation chain transfer, RAFT）反應時，常需要使用具毒性的有機溶劑，例如二甲基甲醯胺（dimethylformamide,DMF）、二甲基亞碸（dimethyl sulfoxide, DMSO）等，且反應條件較為嚴苛，需要在紫外光、無氧等環境下反應超過20小時以上，才會有顯著材料生成。

而「深共熔溶劑」（deep-eutectic solvent, DES）是一種離子溶劑，主要由不同種鹽類混合共熔而成。成功大學化學工程系助理教授游聲盛團隊發現，若是以DES作為RAFT聚合反應的溶劑，不僅能夠提升聚合反應的速率至原先的3∼4倍以上，還不需要使用特殊的紫外光照射，在一般可見光環境下也能有效引發反應，該研究於去（2021）年10月登上高分子領域的學門指標性期刊《大分子》（Macromolecules）期刊中。

團隊主要使用四丁基氯化銨（TBACI）和乙二醇（ethylene glycol）合成DES，由於DES具有導電性，與傳統有機溶劑相比，具有合成容易、揮發性低與不可燃、無毒、生物可分解性、不易汙染環境等永續、節能的特質，且價格相對來說較為便宜。除了團隊本次所使用的組合成分外，DES還可由多種不同原料組成，在毒性、功能性上都比傳統有機溶劑多元。

這項技術可應用於「光固化3D列印」上，光固化3D列印技術主要使用液態樹脂為原料，再以特定光照射到面板或使用雷射光束照射到列印平臺上。受到光照射後，液態樹脂會硬化成型，在一層層的列印下逐漸升起並堆疊成型，產出成品。傳統的光固化3D列印技術聚合反應速度較慢，因此在列印速度上一直無法有效突破，若是能加速聚合速率，自然列印速度就能提升。

游聲盛說明，一般研究者想提升化學反應速率時，通常會先從改變實驗反應物的單體，或是該反應本身的化學途徑出發，很少意識到溶劑其實在整體反應中占有關鍵影響。而本次研究的結果，也說明在一般化學反應中不起眼的介質，有可能成為實驗的研究主角，提供科學家一種新的思考方式。

新聞來源
國立成功大學新聞中心，〈節能永續溶劑新應用　成大游聲盛團隊有效提升3D列印速率〉，2022年7月21日。