Naukowcy z Laboratorium Chemii Polimerów na Uniwersytecie w Helsinkach opracowali specjalny rozpuszczalny materiał, na którym można pisać i rysować za pomocą światła lasera.
Tym interesującym materiałem jest fotochemicznie aktywny polimer, który rozpuszcza się w wodzie i niektórych alkoholach. Światłoczuły materiał został stworzony przez Szymona Wiktorowicza – polskiego naukowca pracującego w Helsinkach. Polimer bazuje na związkach poliazokaliks[4]aren i tetraetyloglikolu. Inżynierowie odkryli, że izomery cis i trans polimeru mają różną rozpuszczalność w temperaturze pokojowej. Izomery to związki chemiczne o takich samych sumarycznych wzorach, ale różniące się między sobą sposobami, kolejnością wiązań atomowych lub innym rozmieszczeniem w przestrzeni.
Naukowcy wykorzystali w tym przypadku zjawisko fotoizomeryzacji – reakcji polegającej na przemianie danego związku chemicznego w jego inny izomer pod wpływem światła. Jednostki poliazokaliks[4]aren z dodatkiem tetraetyloglikolu ulegały odwracalnej fotoizomeryzacji między formami trans a cis. Forma trans ma miejsce gdy dwa identyczne podstawniki znajdują się po przeciwnych stronach płaszczyzny, a forma cis, gdy wcześniej wspomniane podstawniki znajdują się po tej samej stronie płaszczyzny wiązania podwójnego lub pierścienia.
Laser o długości fali 365 nanometrów skierowano do roztworu, w którym polimer był częściowo rozpuszczony. Polimer wystawiony na działanie wiązki światła ulegał przemianie z formy trans do formy cis, czego efektem było powstanie widocznego napisu. Reakcja była odwracalna, gdyż rezultat był widoczny przez kilka godzin, w zależności od stężenia roztworu. Usunięcie napisu było możliwe także poprzez ogrzewanie i mieszanie roztworu. Dzięki temu polimer wracał z powrotem do formy trans.
Światłoczułe polimery nie są w nauce nowym odkryciem. Jednak do tej pory pisanie za pomocą światła mogło odbywać się tylko na powierzchniach ciał stałych. Zjawisko fotoizomeryzcji zostało wykorzystane m.in. do zapisu optycznych nośników pamięci (np. CD, DVD). Rysowanie za pomocą światła w płynach jest szczególnym odkryciem, gdyż do tej pory nie było to możliwe. Naukowcy sugerują, że technologia może pomóc w rozwoju nowych materiałów dla optyki i elektroniki.
Źródło:
[1] Macromolecules 2013, 46 (15), pp. 6209–6216, Using Light To Tune Thermo-Responsive Behavior and Host–Guest Interactions in Tegylated Poly(azocalix[4]arene)s, DOI:10.1021/ma4011457
[2] http://notes.helsinki.fi/halvi/tiedotus/pressrelease.nsf/e1e392ad852e72f5c225680000404fa8/
1e948f8f2d70bed6c2257c1900282ba6?OpenDocument | 07.11.2013
[3] http://www.helsinki.fi/polymeerikemia/research/calixarenes_2013.html | 07.11.2013
[4] http://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/ma4011457/suppl_file/ma4011457_si_001.pdf \ 07.11.2013
[5] 1.2 W Class 4 Very High Power Blue Laser, Light Background by Andrew “FastLizard4” Adams, flickr.com, CC BY-SA 2.0