Una técnica de microscopía combinada capta al vuelo los polímeros impulsados por la luz
Los investigadores combinan la microscopía de fuerza atómica de alta velocidad con una fuente de luz láser para la observación en tiempo real de películas de azo-polímeros
Ampliar nuestros conocimientos científicos a menudo se reduce a observar lo más de cerca posible lo que está sucediendo. Ahora, unos investigadores japoneses han observado el comportamiento a nanoescala de películas de azo-polímeros mientras las activan con luz láser.
Microscopía de fuerza atómica de alta velocidad combinada con un sistema de irradiación láser para la observación in situ en tiempo real del proceso de deformación de azo-polímeros
Osaka University
En un estudio publicado el mes pasado en Nano Letters , los investigadores de la Universidad de Osaka utilizaron un microscopio de fuerza atómica de alta velocidad (HS-AFM) combinado con un microscopio óptico para crear películas a medida que cambiaban las películas de polímero.
Los azopolímeros son materiales fotoactivos, es decir, que cambian cuando reciben luz. En concreto, la luz modifica su estructura química, lo que altera la superficie de las películas. Esto los hace interesantes para aplicaciones como el almacenamiento óptico de datos y el movimiento activado por la luz.
Poder iniciar estos cambios con una luz láser enfocada mientras se captan imágenes se conoce como medición in situ.
"Es habitual investigar los cambios en las películas poliméricas sometiéndolas a un tratamiento, como la irradiación con luz, y realizando después mediciones u observaciones. Sin embargo, esto proporciona información limitada", explica el autor principal del estudio, Keishi Yang. "El uso de una configuración HS-AFM que incluye un microscopio óptico invertido con un láser, nos permitió desencadenar cambios en las películas de azo-polímeros mientras las observábamos en tiempo real con una alta resolución espacio-temporal".
Las mediciones de HS-AFM permitieron seguir los cambios dinámicos en las superficies de las películas poliméricas en películas con dos fotogramas por segundo. También se comprobó que la dirección de la luz polarizada utilizada influía en el patrón final de la superficie.
Se espera que la investigación in situ permita comprender mejor el mecanismo de deformación de los azo-polímeros provocada por la luz y maximizar así el potencial de estos materiales.
"Hemos demostrado nuestra técnica para observar la deformación de películas poliméricas", afirma Takayuki Umakoshi, autor principal del estudio. "Sin embargo, al hacerlo, hemos demostrado el potencial de combinar HS-AFM de barrido de puntas y una fuente láser para su uso en toda la ciencia de los materiales y la química física".
Los materiales y procesos que responden a la luz son importantes en una amplia gama de campos de la química y la biología, como la detección, la obtención de imágenes y la nanomedicina. La técnica in situ brinda la oportunidad de profundizar en su comprensión y maximizar su potencial, por lo que se espera su aplicación a diversos dispositivos ópticos.
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Publicación original
Keishi Yang, Feng-Yueh Chan, Hiroki Watanabe, Shingo Yoshioka, Yasushi Inouye, Takayuki Uchihashi, Hidekazu Ishitobi, Prabhat Verma, Takayuki Umakoshi; "In Situ Real-Time Observation of Photoinduced Nanoscale Azo-Polymer Motions Using High-Speed Atomic Force Microscopy Combined with an Inverted Optical Microscope"; Nano Letters, Volume 24, 2024-2-26
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