В ЖК-полимере научились создавать разные рельефы

Kateryna Kon/Science Photo Library/Getty Images

Исследователи из России и Чехии впервые смогли создать жидкокристаллические полимеры, рельефом поверхности которых можно управлять с помощью лазеров. Такие материалы найдут применение в качестве бесконтактных модификаторов поверхности. Исследование доступно на страницах журнала Soft Matter.

Жидкие кристаллы сочетают свойства жидкости и твердых кристаллов. Они принимают форму сосуда и в то же время имеют анизотропию — разные физические свойства в зависимости от направления движения. Небольшие тепловые, механические, магнитные или электрические воздействия на такие материалы позволяют управлять положением их молекул и, как следствие, оптическими свойствами. Эта особенность позволила использовать жидкие кристаллы в элементах дисплеев.

Еще в 1970-х исследователи смогли синтезировать первые ЖК-полимеры гребнеобразного строения. Их объемная структура состоит из нескольких молекулярных фрагментов. Первый из них — это группы, ответственные за образование ЖК-фаз. Они соединяются с полимерной цепью с помощью гибких алкильных цепочек. В качестве таких соединительных групп ученые часто используют молекулярные структуры, реагирующие на световое воздействие. Синтез таких материалов проходит «снизу вверх» — так же, как в живых системах из аминокислот собираются белки.

«На данный момент создание различных топографий поверхностей, их дальнейшее изменение и настройка — одно из самых перспективных направлений "интеллектуального" материаловедения, — говорит декан химического факультета МГУ, член-корреспондент РАН Степан Николаевич Калмыков. — Для пленок и покрытий, которые могут менять рельеф поверхности, также становится возможным управлять адгезией, смачиваемостью и другими свойствами поверхности. Фотохромные ЖК-полимеры позволяют управлять этими свойствами дистанционно, с помощью света».

Исследователи МГУ вместе с коллегами из Института биоорганической химии РАН и чешскими учеными придумали материалы, которые можно использовать в качестве бесконтактных модификаторов поверхности. Для этого ученые сначала синтезировали фотохромные мономеры, а затем полимеризовали их и исследовали фазовое поведение и фотооптические свойства. Основное внимание авторы уделили фотомодификации поверхности. В качестве основы полимеров ученые использовали полиметакрилат. В качестве мезогенных групп они выбрали азобензольные молекулы с разными заместителями в бензольном кольце.

Ученые выяснили, что пленки этих полимеров под сфокусированным поляризованным светом зеленого и красного лазеров показывают разную деформацию. При действии зеленого света на поверхности образуются «кратеры», тогда как для красного света ученные наблюдали асимметричные «холмы». Параметры рельефных элементов не превышают нескольких десятков нанометров.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.