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研究發(fā)現(xiàn)，感光頂層塑料薄膜可引起表面形態(tài)變化
【塑料機械網(wǎng) 新聞】 含偶氮苯的塑料薄膜是一種特殊的材料：當暴露在光線下時，它的表面會改變形狀，這使得它成為電視屏幕和太陽能電池等現(xiàn)代技術/設備的重要組成部分。科學家們現(xiàn)在表明，對光有依賴性的偶氮苯塑料薄膜只需要上面的薄薄一層感光，而不用整個薄膜都感光，這為潛在地降低生產成本和改變其用途開辟了新途徑。
到目前為止，人們普遍認為這種材料的感光特性貫穿整個薄膜，但科學家們不知道是什么導致了這種變形運動。由日本名古屋大學的Takahiro Seki博士領導的一組科學家開始研究這一現(xiàn)象的確切過程；他們已經(jīng)在《科學報告》雜志上發(fā)表了他們的研究結果。
他們引用了一種被稱為Marangoni流的現(xiàn)象作為他們的靈感來源：由于這種現(xiàn)象，表面張力的差異(液體外層的粒子總是向內吸引，為液體創(chuàng)造了一個邊界)導致許多柔軟的塑料薄膜以一種特殊的模式移動。這種現(xiàn)象著名的例子是“酒腿”的形成，即液體蒸發(fā)并沿酒杯表面劃出的水滴。
他們決定測試紫外線是否引起偶氮苯塑料薄膜表面張力的變化，以及這些變化是否導致薄膜移動。他們選擇先在偶氮苯薄膜上覆蓋一層非常薄的感光頂層，然后將這層薄膜暴露在紫外線下。下一步，他們用一層對光沒有反應的薄膜做同樣的處理。令他們興奮的是，在感光頂層的薄膜中，表面結構發(fā)生了變化，但在不感光頂層的薄膜中卻沒有。這是第一次有人證明含偶氮苯的薄膜在紫外光下改變其表面形態(tài)只需要非常薄的具有感光性的納米級層。
這項研究的一個重要觀察是，材料的運動并不依賴于光的偏振或光波傳播的方向。如果是的話，那就意味著在分子水平上還有另一種力影響著整個薄膜。相反，Seki博士總結說，可能是紫外線輻射引起的表面化學結構的變化改變了表面張力，導致了薄膜表部的移動。
在描述他們的研究結果的更廣泛的影響時，Seki博士說：“我們只是處在將這一發(fā)現(xiàn)發(fā)展到工業(yè)規(guī)模的關鍵時刻，但是你可以想象只需要非常少量的感光材料就能降低成本。許多光學設備，如復印機、打印機和顯示器，都依賴于偶氮苯聚合物薄膜中基于光的表面變化。根據(jù)我們的發(fā)現(xiàn)，偶氮苯薄膜還可以作為納米機械中的驅動器(設備中移動其他部件的部分)。”
這些新發(fā)現(xiàn)的特性對于提高生產經(jīng)濟性和降低材料價格到推進納米技術本身的領域來說，都具有廣闊的意義。
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