Chimici dell'Università Statale Lomonosov di Mosca, in collaborazione con partner cechi, hanno sintetizzato e studiato nuovi polimeri fotocromici a cristalli liquidi. Questi polimeri combinano le proprietà ottiche dei cristalli liquidi con le proprietà meccaniche dei polimeri. Cambiano rapidamente l'orientamento molecolare sotto l'influenza di campi esterni e formano rivestimenti, film e dettagli di forma complessa. Un importante vantaggio di tali sistemi rispetto ai cristalli liquidi a bassa massa molecolare è che a temperatura ambiente, i polimeri di cristalli liquidi esistono in uno stato simile al vetro, con orientamento molecolare fisso.

I polimeri a cristalli liquidi comprendono molecole ad alta massa molecolare, chiamate macromolecole. Sono a forma di pettine, il che implica che i frammenti di azobenzene rigido fotosensibile (C ₆ h ₅ N=NC ₆ h ₅ ) sono fissati alla catena polimerica flessibile principale con l'aiuto di distanziatori, composto da CH ₂ porzioni. Questi frammenti stanno cercando di essere sequenziati e potrebbero formare un'ampia varietà di "impaccamenti", vale a dire, fasi a cristalli liquidi. Quando la luce colpisce tali polimeri, gruppi azobenzene isomerizzare, che si traduce in un'alterazione delle proprietà ottiche dei polimeri. Tali polimeri sono chiamati fotocromatici.

Gli scienziati hanno prestato particolare attenzione ai processi di fotoisomerizzazione e fotoorientamento. La fotoisomerizzazione è il riarrangiamento dei legami all'interno di una molecola polimerica sotto l'influenza della luce. In questo studio, il fotoorientamento è l'alterazione dell'orientamento dei frammenti di azobenzene a forma di bastoncino con luce polarizzata piana, la cui direzione determina il campo elettrico. Quando esposto alla luce polarizzata, i frammenti di azobenzene cambiano il loro angolo nel corso dei cicli di fotoisomerizzazione. Ciò avviene finché il loro orientamento non diventa perpendicolare al piano di polarizzazione della luce incidente ei frammenti non sono più in grado di assorbire la luce. Il processo di fotoorientamento non solo consente ai ricercatori di modificare l'orientamento dei frammenti di azobenzene delle macromolecole, ma provoca anche dicroismo e birifrangenza. Il dicroismo è la differenza di intensità dell'assorbimento della luce polarizzata in direzioni ortogonali. La birifrangenza si riferisce a un fascio di luce che si divide in due componenti con polarizzazione ortogonale (perpendicolare); la direzione di uno di questi componenti non cambia, mentre il secondo raggio viene rifratto.

Alexey Bobrovskij, uno degli autori dell'articolo, dice, "L'idea chiave del nostro progetto è studiare come la struttura chimica dei nuovi polimeri fotocromici a cristalli liquidi a forma di pettine influenzi il loro comportamento di fase e le proprietà fotoottiche. I processi di fotoisomerizzazione e fotoorientamento ci consentono di controllare il comportamento di fase e le proprietà ottiche del sistemi elaborati".

Secondo gli autori, il compito più significativo è stato quello di studiare le proprietà foto-ottiche e il fotocromismo dei polimeri ottenuti. Questa fase è stata divisa in due parti:irradiazione dei film polimerici mediante luce UV non polarizzata, durante la quale la fotoisomerizzazione (vale a dire, riarrangiamento delle comunicazioni intermolecolari). E la seconda parte riguardava l'irradiazione mediante luce polarizzata con conseguente fotoorientamento.

Alexey Bobrovsky osserva che l'articolo si riferisce a un importante ciclo di progetti dedicati ai processi fotoindotti nei polimeri di cristalli liquidi fotocromatici. Lo scienziato dice, "La fotoisomerizzazione e il fotoorientamento hanno applicazioni per i cosiddetti materiali intelligenti. Reagiscono a qualsiasi stimolo esterno e potrebbero essere utilizzati per la registrazione delle informazioni, stoccaggio e trasferimento, così come in dispositivi ottici di diversa complessità. Questi polimeri precisi non sono pratici in uno scenario di vita reale, in quanto sono troppo costosi e la loro sintesi è piuttosto complicata. D'altra parte, non puoi sempre prevedere quali sistemi avranno applicazioni in futuro."