Desarrollo de un microscopio para medir directamente el transporte de masa en azopolimeros con resoluciion nanoscopica

ZUBIETA, EZEQUIEL; JAVIER CAMBIASSO, HERNÁN GARATE, NORMA DÁCCORSO, SILVIA LEDESMA, SILVIA GOYANES; VELASCO, CRUZ; CAPELUTO, MARIA GABRIELA

Córdoba

Conferencia; 105a Reuniion de la Asociaciion Fisica Argentina; 2020

Asociación Física Argentina

Los azopolimeros son polimeros organicos que contienen grupos funcionales azo, ya sea formando una union covalente con la cadena del polimero, o como resultado de una mezcla fisica. Los principales efectos fotoinducidos en los azopolimeros se originan en la fotoisomerizacion del azobenceno, esto es, una transicion conformacional trans-cis reversible que ocurre cuando esta molecula absorbe luz. Los movimientos nanoscopicos que ocurren durante la fotoisomerizacion pueden usarse para provocar cambios microscopicos o macroscopicos en las propiedadesde los azopolimeros. Las principales propiedades que se observan al iluminar los azopolimeros con luz polarizada de una longitud de onda particular son la birrefringencia inducida y el transporte de masa. El fenomeno de transporte de masa, ocurre cuando se ilumina al azopolimero con una distribucion espacial de intensidad y se observa como la migracion de masa hacia regiones no iluminadas. Aunque esta claro que este fenomeno se origina en la fotoisomerizacion de las moleculas de azobenceno, todava esta abierto el debate acerca de cuales son los mecanismos por los cuales los peque~nos movimientos moleculares conducen al transporte de masa en escalas superiores. Sin embargo este fenomeno es particularmente interesante porque hace posible controlar el movimiento de los azopolimeros de forma remota empleado luz, sin la necesidad de contacto fisico [1]. En particular, Pawlik[ 2] propone la existencia de un campo de velocidades proporcional al gradiente de la intensidad que se usa para iluminar. Esta hipotesis ha llevado a resultados satisfactorios en los modelos, sin embargo no se cuenta con mediciones experimentales directas que la veriquen. En este trabajo se presenta el dise~no de un experimento para determinar el flujo de masa en la supercie del azopolimero. El mismo consiste en determinar la posicion de nanoparticulas en las supercie del azopolimero mientras que este es iluminado con una gura de interferencia que induce el transporte de masa.La tecnica propuesta para la medicion de la posicion de las nanoparticulas es comunmente conocida como iscat [3] (interferometric scattering microscopy), y se basa en registrar la interferencia del scattering en nanoparticulas metalicas y una onda de referencia, tipicamente la reflexion en la interfase entre la muestra y el cubreobjetos en donde se coloca la muestra. Observando la interferencia mientras el azopolimero se mueve, es posible localizar las particulas y, de esta manera, observar directamente el transporte de masa. En la presentacion, se detalla el dise~no del instrumento mencionado anteriormente. Por un lado, se presenta el dise~no de un microscopio invertido, que se utiliza para implementar la tecnica iscat. Se utiliza un laser cuya longitud de onda es 532 nm, para iluminar la muestra. Se presenta un modelo de la distribucion de intensidad en el plano de la camara basada en la teoria de Mie en medios absorbentes. Por otro lado, en el instrumento se incluye un sistema de iluminacion aparte para formar la gura de interferencia sobre la muestra y as inducir el transporte de masa. Este patron de interferencia es sinusoidal y se genera a traves de interferencia de dos haces, empleando un laser de 473 nm.