Инновации
Лента новостей
Лента новостей
Сегодня
Политика
Общество
Бизнес
Культура
Сделано Русскими
О проекте
Редакция
Контакты
Размещение рекламы
Использование материалов
Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77 – 65733 выдано Роскомнадзором 20.05.2016.
Новости
Инновации
Инновации

Полимерами командует… свет!

Ученые МГУ синтезировали необычные полимеры

Виктор Мартынюк
1 мин

Жидкокристаллическая полимерная текстура, наблюдаемая в поляризационно-оптический микроскоп. Источник: Алексей Бобровский/МГУ

Ученые МГУ в сотрудничестве с коллегами из Чешской республики синтезировали светочувствительные жидкокристаллические (ЖК) полимеры. В них сочетаются оптические свойства жидких кристаллов и механические свойства полимеров. Такие полимеры могут быстро менять ориентацию молекул под действием внешних полей и одновременно образовывать покрытия, пленки и детали сложных форм. Результаты работы опубликованы в журнале Macromolecular Chemistry and Physics.
ЖК-полимеры состоят из молекул с высокой молекулярной массой, которые называют макромолекулами. Их преимущество перед низкомолекулярными жидкими кристаллами в том, что ЖК-полимеры при комнатной температуре приобретают стеклообразное состояние, фиксирующее ориентацию молекул. 

Молекулы ЖК-полимеров имеют гребнеобразное строение: к основной гибкой полимерной цепи с помощью «развязки» из последовательно связанных молекул CH2 присоединены светочувствительные «жесткие» азобензольные фрагменты (C₆H₅N=NC₆H₅). Эти фрагменты стремятся упорядочиться и могут образовывать самые разные виды «упаковок» — жидкокристаллических фаз. Когда на такие полимеры падает свет, азобензольные группы перестраиваются, из-за чего оптические свойства полимеров меняются. Такие полимеры еще называют фотохромными.

Изучение их фотооптических свойств состояло из двух частей: облучение неполяризованным ультрафиолетовым (УФ) светом, в ходе которого происходила фотоизомеризация (перегруппировка связей внутри молекулы), и облучение поляризованным светом, который вызывал фотоориентацию.
Фотоориентация — изменение ориентации жестких, в данном случае азобензольных фрагментов под действием линейно-поляризованного света, направление колебаний электрического поля в луче которого строго определено. В ходе фотоизомеризации под действием поляризованного света азобензольные фрагменты меняют свой угол. Это происходит до момента, пока их ориентация не становится перпендикулярной плоскости поляризации падающего света - тогда эти фрагменты уже не способны поглощать свет.
Процесс фотоориентации не только позволяет менять угол азобензольных фрагментов макромолекул, но и вызывает появление в пленках дихроизма (разной интенсивности поглощения поляризованного света в ортогональных направлениях) и двулучепреломления — расщепления луча света на две составляющие с ортогональной (перпендикулярной) поляризацией, причем направление одной составляющей не изменяется, а второй луч преломляется.
«Фотоизомеризация и фотоориентация открывают большие перспективы для создания «умных» материалов. Они отзываются на различные внешние воздействия и могут быть использованы для хранения, записи и передачи информации в оптических устройствах различной сложности. Эти конкретные полимеры вряд ли в будущем будут использованы на практике, потому что слишком дороги и синтез их непрост. С другой стороны, далеко не всегда можно предсказать, что и когда найдет применение», — рассказал один из авторов статьи, доктор химических наук, профессор Алексей Бобровский - главный научный сотрудник кафедры Высокомолекулярных соединений Химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.
В этой фундаментальной работе, поддержанной грантом Российского научного фонда, принимали участие Химический факультет и факультет Фундаментальной физико-химической инженерии МГУ имени М.В. Ломоносова, в также Институт физики в Праге.
темы
наука
Новости партнеров
Реклама
Реклама
1 мин