MODELADO TERMODINÁMICO DE LAS TRANSICIONES DE FASES INDUCIDAS POR FOTO-ISOMERIZACIÓN CIS-TRANS DE AZOBENCENOS

EZEQUIEL R. SOULÉ

Mar del Plata

Congreso; XX Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales; 2022

El azobenceno y sus derivados son compuestos fotoactivos que presentan transiciones de ordenamiento y orientación molecular, inducidas por la aplicación de luz, y forman la base de materiales de interés para varios usos tecnológicos. Estos materiales presentan actividad óptica, que se debe a la isomerización reversible entre las formas cis y trans. En ausencia de iluminación, el isómero trans es altamente estable, pero la aplicación de radiación de determinada longitud de onda induce una transformación parcial a la forma cis. Debido a las diferentes geometrías moleculares de ambos isómeros, la forma trans presenta fases ordenadas (típicamente, fase nemática con orden orientacional), mientras la cis solamente forma fase isotrópica, por lo que la isomerización foto-inducida puede producir una transición de fases, lo que a su vez modifica las propiedades del material.En este trabajo se desarrolla un modelo termodinámicamente consistente para la isomerización cis-trans y las transiciones de fases. A diferencia de otros modelos de bibliografía, la velocidad de reacción se expresa en función de la actividad termodinámica y no de la concentración, lo que permite capturar de manera natural la dependencia de la velocidad de isomerización con el grado de orden, tal como se ha observado experimentalmente . La energía libre se expresa combinando el modelo de solución regular con la teoría de Maier-Saupe para el orden nemático. Se realiza un estudio paramétrico en un amplio rango de temperatura e intensidad de radiación, enfocado en el estado foto-estacionario para sistemas bajo irradiación difusa.