Wspólne projekty badawcze NAWA pomiędzy Rzeczpospolitą Polską a Republiką Francuską PHC Polonium nr BPN/BFR/2022/1/00031/U/00001

Tytuł projektu: Siatki powierzchniowe w filmach azopolimerowych osadzonych na podłożu ciekłym

Kierownik projektu: dr inż. Sonia Zielińska

Dofinsowanie: 24 950,00 PLN

Okres realizacji: od 2023-01-01 do 2024-12-31

Opis projektu: Projekt ma na celu poszerzenie umiejętności i zacieśnienie współpracy pomiędzy polskim zespołem chemików z Politechniki Wrocławskiej oraz francuskim zespołem fizyków z Uniwersytetu w Angers. Podstawowym celem projektu będzie zbadanie zjawiska zapisu holograficznych siatek powierzchniowych w azopolimerowych filmach osadzonych na podłożu ciekłym (dotychczasowy stan wiedzy ograniczony jest według naszej najlepszej wiedzy do nośników stałych). W plany wpisuje się również synteza nowych biokompatybilnych azopolimerów. Badania będą podzielone na dwie zasadnicze części, z których pierwsza, obejmująca badania o charakterze podstawowym, pozwoli nam zrozumieć rolę cieczy i jej lepkości jako podłoża dla filmu azopolimerowego oraz ocenić wpływ tego rodzaju nośnika na zapisywane struktury. Druga część obejmować będzie badania o charakterze aplikacyjnym. Obejmie ona m.in. ocenę możliwości sprzęgania światła w powierzchni międzyfazowej przez fale zanikające, wykorzystanie fotostrukturyzacji filmów na podłożu ciekłym do charakteryzacji fal powierzchniowych oraz wytwarzanie struktur Chladni’ego. Dyfrakcja światła na strukturach periodycznych znajduje zastosowanie w obszarach takich jak optyka zintegrowana, holografia, sprzęganie fali zanikającej itp. Interesującą klasą materiałów o dużym potencjale aplikacyjnym w wyżej wymienionych dziedzinach są światłoczułe polimery zawierające podstawniki azobenzenowe, zwane skrótowo azopolimerami. Po oświetleniu liniowo spolaryzowanym światłem widzialnym lub UV materiały te wykazują kierunkowy transport masy napędzany przez światło wzdłuż kierunku polaryzacji światła. Ruch cząsteczek wywołany światłem powoduje anizotropową rekonfigurację matrycy polimerowej, wpływając na morfologię powierzchni materiału. Zjawisko transportu masy jest jednym z wielu makroskopowych przejawów złożonych oddziaływań międzycząsteczkowych indukowanych światłem, które występują na poziomie molekularnym w tych materiałach. Podstawniki azobenzenowe działają jak napędzane światłem silniki molekularne, które poruszają się w powtarzalny sposób w cyklicznych reakcjach fotoizomeryzacji trans-cis-trans. Struktury powierzchniowe są zwykle zapisywane przez naświetlenie powierzchni azopolimeru przez interferujące, spójne wiązki lasera; okres powstającej siatki jest kontrolowany przez kąt między tymi wiązkami. Strukturyzację można przeprowadzić również za pomocą pojedynczej wiązki laserowej. Ten rodzaj strukturyzacji jest wynikiem samoorganizacji molekularnej. Polski zespół posiada dorobek naukowy w oraz wszelkie kompetencje w dziedzinie chemii i inżynierii materiałów azopolimerowych. Francuski zespół posiada z kolei udokumentowane doświadczenie w fotostrukturyzacji azopolimerów oraz fizycznej charakteryzacji właściwości materiałów.