Los azopolímeros: materiales inteligentes con respuesta a la luz

Los azopolímeros: materiales inteligentes con respuesta a la luz 29Fig. 11. Relieve grabado de superficie.los grupos de Pietsch en Alemania y Natansohn en Canadáemplearon la técnica SAXs (small angle X-rays scattering)para monitorear la desaparición de los relieves grabados enuna superficie sujetando una muestra de azopolímero a unbarrido de temperatura. Sorprendentemente, se encontró quecuando la luz se usa in situ junto con calor, el relieve grabadode superficie comienza a desaparecer, lo cuál se confirmó pormicroscopia de fuerza atómica (MFA); en consecuencia un grabadode densidad de volumen o grabado enterrado se forma pordebajo de la superficie donde el relieve grabado de superficieestaba presente. El grabado de densidad tiene una eficiencia dedifracción similar, pero no es visible por análisis de superficie.Esto significa que por debajo de la superficie de la película depolímero, una fase densa se forma y alterna con una fase menosdensa [22]. Esta periodicidad de la estructura enterrada es idénticaa la periodicidad de la deformación de superficie inducidapor luz. Es interesante señalar que dicho grabado de densidadpuede ser obtenido en una película de polímero de rojo disperso(pDR1) pero no se forma en una película similar de polímerosin la sustitución donador-aceptor en el grupo azobenceno. Laexplicación sugerida para este fenómeno es la formación deuna fase liquido-cristalina (la fase densa) donde los picos de lasuperficie rugosa existieron antes de calentar. La figura 12 ilustraesquemáticamente la formación de un grabado de densidad .Otras consecuencias de los movimientosfotoinducidosLos movimientos fotoinducidos aquí presentados, dan origena una basta gama de fenómenos con aplicaciones ópticas yfotónicas interesantes, los cuales se discuten de manera brevey concisa.Movimientos cooperativosSe investigaron los niveles de birrefringencia, las velocidadespara fotoinducirla, las velocidades de relajación peroFig. 12. Formación de un grabado de densidad o enterrado.sobre todo la relación entre la estructura del polímero y labirrefringencia fotoinducida. Así, se estudiaron varios gruposazobenceno como cromóforos y se incorporaron a estructuraspoliméricas de diferentes maneras, como grupos laterales condiferentes tipos de espaciadores de longitudes variables (seriepnMAN) o en el interior de la cadena principal. Se varió laconcentración de grupos azobenceno en la película de polímero,sintetizando co-polímeros y preparando mezclas con variosco-monómeros y polímeros respectivamente [23-24]. Cabemencionar que el resultado más significativo y sorprendenteen birrefringencia fotoinducida fue la existencia de movimientoscooperativos por debajo de la T g del polímero. Losmovimientos cooperativos son bien conocidos y entendidosen sistemas ordenados. Cuando algunos de los grupos como elazobenceno en un sistema tal están sujetos a movimiento, eneste caso movimiento fotoinducido, la termodinámica conducea formar fases ordenadas que obligan a cualquier otro grupopara moverse de manera concertada. La figura 13 ilustra unpar de co-monómeros estudiados en movimiento cooperativo.Para el par de arriba (Fig. 13), ambos co-monómeros contienenestructuras rígidas cilíndricas de polaridad comparable, una deellas es un azobenceno, la otra es un éster. Co-polímeros concomposiciones que varían entre 0 y 100% de unidades estructuralesde azobenceno fueron sintetizados y sus movimientosfotoinducidos fueron analizados por medios ópticos [17] yespectroscópicos [24]. Ambos métodos indican claramenteque el grupo azobenceno no sólo cambia su propia orientacióncuando se irradia con luz polarizada, sino que también elgrupo éster se mueve de manera concertada y coordinada. Elmovimiento cooperativo del grupo éster es muy poderoso, sepuede estimar que del total de la birrefringencia fotoinducidacasi el 45% es debida a este grupo. Estos co-polímeros noson semicristalinos ni líquido-cristalinos, por lo que es difícilimaginar que un factor estérico determine de este fenómeno.Ambos, el grupo éster y el grupo azobenceno son polares, ysu orientación relativa con la película de copolímero asegura