Полимерами командует… свет!
2 мин чтения
Жидкокристаллическая полимерная текстура, наблюдаемая в поляризационно-оптический микроскоп. Источник: Алексей Бобровский/МГУ

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

Ученые МГУ синтезировали необычные полимеры

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.

Если у Вас возник вопрос по материалу, то Вы можете задать его специальной рубрике Задать вопрос Климат уже не тот. Или еще нет? Далее в рубрике Климат уже не тот. Или еще нет?Количество и сроки наводнений за 50 лет изменились Читайте в рубрике Компьютер вместо сердцаВ МФТИ исследуют аритмию с помощью компьютера Компьютер вместо сердца
Подписывайтесь на канал rusplt.ru в Яндекс.Дзен
Подписывайтесь на канал rusplt в Дзен
Комментарии
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Анализ событий России и мира
Подпишитесь на «Русскую планету» в социальных сетях и читайте статьи экспертов
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!