Открытие приведёт к значительной экономии фоточувствительного полимера

Пластиковая плёнка, содержащая азобензол, широко используется в современных технологиях благодаря свойству этого материала изменять форму поверхности под действием света.

До сих пор было принято считать, что этот эффект возникает из-за взаимодействия со светом всей плёнки, однако группа доктора Такахиро Секи (Takahiro Seki) в Нагойском университете (Япония) смогла показать, что фактически, светочувствительным должен быть лишь очень тонкий, нанометровый приповерхностный слой.

В журнале Scientific Reports японские исследователи рассказали о ключевом эксперименте с использованием двух образцов азобензольной плёнки — с тонким покрытием, чувствительным и нечувствительным к свету. При облучении ультрафиолетом, структурные изменения на поверхности происходили только у образца с фоточувствительным покрытием.

«Это первый раз, когда кто-либо продемонстрировал, что для изменения морфологии поверхности азобензолсодержащей пленки под воздействием УФ-излучения требуется только светочувствительность очень тонкого «нанометрового» слоя», — сказал доктор Секи.

Другим важным результатом этой работы было отмеченное авторами отсутствие зависимости движения материала от поляризации или направления распространения света. Такая зависимость была бы признаком того, что существует какая-то другая сила, действующая на молекулярном уровне на всю плёнку. Вместо этого доктор Секи пришёл к выводу, что, вероятно, движение в верхней части плёнки обусловлено изменением поверхностного натяжения из-за структурного перехода (от транс-изомера к цис-изомеру азобензола) под действием УФ-излучения.

Это обстоятельство имеет далекоидущие последствия: от улучшения экономики производства и снижения цен на материалы до совершенствования индустрии нанотехнологий.

Описывая более широкие приложения полученных результатов, доктор Секи заявил: «Мы находимся в преддверии промышленного внедрения этого открытия, но вы можете себе представить, как потребность в очень небольшом количестве светочувствительного материала может снизить затраты. Многие оптические устройства, такие как копировальные аппараты, принтеры и мониторы, зависят от изменения поверхности в полимерной пленке азобензола под действием света. Основываясь на наших выводах, азобензольная пленка также может выступать в качестве «актуатора» (часть устройства, которая перемещает другие части) в наномашинах».

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365