In uno studio pubblicato il mese scorso su Nano Letters i ricercatori dell'Università di Osaka hanno utilizzato la microscopia a forza atomica ad alta velocità con scansione della punta (HS-AFM) combinata con un microscopio ottico per creare filmati mentre i film polimerici cambiavano.

Gli azopolimeri sono materiali fotoattivi, nel senso che subiscono cambiamenti quando vengono colpiti dalla luce. Nello specifico, la luce modifica la loro struttura chimica, alterando la superficie delle pellicole. Ciò li rende interessanti per applicazioni come l'archiviazione ottica di dati e la fornitura di movimento attivato dalla luce.

Essere in grado di avviare questi cambiamenti con una luce laser focalizzata durante l'acquisizione di immagini è noto come misurazione in situ.

"Si è soliti studiare i cambiamenti nei film polimerici sottoponendoli a un trattamento, come l'irradiazione con la luce, e poi effettuando misurazioni o osservazioni in seguito. Tuttavia, questo fornisce informazioni limitate", spiega l'autore principale dello studio Keishi Yang. "L'utilizzo di una configurazione HS-AFM che include un microscopio ottico invertito con un laser, ci ha permesso di innescare cambiamenti nei film di azopolimeri osservandoli in tempo reale con un'elevata risoluzione spazio-temporale."

Le misurazioni HS-AFM sono state in grado di tracciare i cambiamenti dinamici nelle superfici dei film polimerici nei film con due fotogrammi al secondo. Si è inoltre riscontrato che la direzione della luce polarizzata utilizzata ha avuto un'influenza sul modello della superficie finale.

Si prevede che ulteriori indagini utilizzando l'approccio in situ porteranno a una comprensione approfondita del meccanismo di deformazione degli azopolimeri guidata dalla luce, consentendo di massimizzare il potenziale di questi materiali.

"Abbiamo dimostrato la nostra tecnica per osservare la deformazione della pellicola polimerica", afferma l'autore senior dello studio Takayuki Umakoshi. "Tuttavia, così facendo, abbiamo dimostrato il potenziale della combinazione di tip-scan HS-AFM e una sorgente laser da utilizzare nella scienza dei materiali e nella chimica fisica."

I materiali e i processi che rispondono alla luce sono importanti in un’ampia gamma di campi della chimica e della biologia, tra cui il rilevamento, l’imaging e la nanomedicina. La tecnica in situ offre l'opportunità di approfondire la comprensione e massimizzare il potenziale e quindi si prevede che venga applicata a vari dispositivi ottici.