Élargir notre compréhension scientifique revient souvent à examiner de plus près ce qui se passe. Des chercheurs japonais ont désormais observé le comportement à l'échelle nanométrique de films de polymères azoïques en les déclenchant avec une lumière laser.

Dans une étude publiée le mois dernier dans Nano Letters les chercheurs de l'Université d'Osaka ont utilisé la microscopie à force atomique à grande vitesse (HS-AFM) combinée à un microscope optique pour créer des films à mesure que les films polymères changeaient.

Les polymères azoïques sont des matériaux photoactifs, ce qui signifie qu'ils subissent des modifications lorsque la lumière les éclaire. Plus précisément, la lumière modifie leur structure chimique, ce qui altère la surface des films. Cela les rend intéressants pour des applications telles que le stockage de données optiques et la fourniture de mouvements déclenchés par la lumière.

Être capable d'initier ces changements avec une lumière laser focalisée tout en capturant des images est connu sous le nom de mesure in situ.

"Il est habituel d'étudier les changements dans les films polymères en les soumettant à un traitement, tel qu'une irradiation avec de la lumière, puis en effectuant des mesures ou des observations. Cependant, cela fournit des informations limitées", explique l'auteur principal de l'étude, Keishi Yang. "L'utilisation d'une configuration HS-AFM comprenant un microscope optique inversé avec un laser nous a permis de déclencher des modifications dans les films de polymères azoïques tout en les observant en temps réel avec une haute résolution spatio-temporelle."

Les mesures HS-AFM ont permis de suivre les changements dynamiques des surfaces des films polymères dans des films à deux images par seconde. Il a également été constaté que la direction de la lumière polarisée utilisée avait une influence sur le motif final de la surface.

Des recherches plus approfondies utilisant l'approche in situ devraient conduire à une compréhension approfondie du mécanisme de déformation des polymères azoïques induite par la lumière, permettant ainsi de maximiser le potentiel de ces matériaux.

"Nous avons démontré notre technique d'observation de la déformation d'un film polymère", explique Takayuki Umakoshi, auteur principal de l'étude. "Cependant, ce faisant, nous avons montré le potentiel de combiner le HS-AFM à balayage par pointe et une source laser pour une utilisation dans la science des matériaux et la chimie physique."

Les matériaux et les processus qui réagissent à la lumière sont importants dans un large éventail de domaines de la chimie et de la biologie, notamment la détection, l'imagerie et la nanomédecine. La technique in situ offre l'opportunité d'approfondir la compréhension et de maximiser le potentiel et devrait donc être appliquée à divers dispositifs optiques.