Новости химической науки > Течение жидкости контролируется УФ светом

Исследовательская группа Шриниваса Рагхавана (Srinivasa Raghavan) из Университета Мэриленд разработали новый класс «умных жидкостей», способных переходить из гелеобразного в вязкотекучее состояние при облучении ультрафиолетом.

Фоточувствительные [Photoresponsive (PR)] жидкости, состоящие из катионного ПАВ, бромида цетилтриметиламмония (CTAB), и транс-ортометоксикоричной кислоты (OMCA). При нахождении OMCA в транс-форме его смесь с CTAB самоорганизуется в длинные переплетенные червеобразные мицеллы. После облучения ультрафиолетом trans-OMCA изомеризуется в cis-OMCA, изменения в геометрии макромолекул приводят к существенному уменьшению размера мицелл (По материалам JACS).

Жидкости, способные к изменению к переходу из гелеобразного в текучее состояния в результате воздействия электрического (electrorheological, ER) или магнитного (magnetoreheological, MR) полей, уже нашли широкое практическое применение. Их используют в амортизаторах, клапанах и муфтах, однако их фоточувствительные родственники пока еще не востребованы промышленностью главным образом в силу трудности и дороговизны их производства.

Группа Рагхавана разработала новый тип PR жидкостей, которые можно получить из коммерчески доступных недорогих полимеров. Исследователи надеются, что их изобретение приблизит практическое использование PR жидкостей. Наиболее перспективным представляется использование PR в микромасштабных приборах, где воздействие светом может оказаться более эффективным в сравнении с электрической или магнитной стимуляцией.

Фоточувствительность PR жидкостей нового типа основана на изменении размеров и формы мицелл полимеров, самопроизвольно образующихся в водном растворе. При растворении полимеров в воде образуются длинные червеобразные мицеллы, переплетение которых приводит к гелеформированию. Облучение ультрафиолетом приводит к уменьшению размеров мицелл и их расплетению. Такое изменение самоорганизации частиц коллоидного раствора приводит к уменьшению вязкости изначального геля в 10000 раз.

Источник: JACS, 2007, 129, 6, 1553

метки статьи: #физическая химия, #химия полимеров