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 «Русские победы» Русские войска взяли столицу Турции20 августа 1829 года в Адрианополь, древнюю столицу Османской империи, вошли русские войска Русские войска взяли столицу Турции

Комментарии

Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Загрузка...
Анализ событий России и мира
Подпишитесь на «Русскую планету» в социальных сетях. Только экспертный взгляд на события
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!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»