Liikettä valolla: Supramolekyläärisistä materiaaleista sovelluksiin

Jenni E. Koskela

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Atsobentseeni ja sen johdannaiset ovat väriainemolekyylejä, jotka sopivalla aallonpituudella valaistaessa muuttavat muotoaan stabiilista trans-muodosta metastabiiliin cis-muotoon. Isomeroitumisreaktio on nopea ja reversiibeli, mistä johtuen atsobentseeniä sisältävien materiaalien monia ominaisuuksia voidaan muokata valolla, ja niissä voidaan saada aikaan jopa makroskooppista liikettä. Erityisen kiinnostava ilmiö on pintahilan muodostuminen lasimaisen atsomateriaalikalvon pinnalle valon interferenssikuvion vaikutuksesta. Pintahiloissa atsomateriaali kasaantuu säännöllisiksi topografisiksi kuvioiksi, joiden korkeus voi olla jopa useita mikrometrejä. Pintahilat ovat kiehtoneet tutkijoita viimeisen kahden vuosikymmenen ajan, ja niille on kehitetty monentyyppisiä sovelluskohteita fotoniikasta biologiaan. Yhtenevää ja kaikenkattavaa selitystä pintahilojen muodostukselle ei kuitenkaan ole vielä esitetty, ja erilaisten atsomateriaalien valovasteen monimutkaisten yksityiskohtien selvittäminen vaatii runsaasti lisätyötä ennen kuin ilmiötä voidaan tehokkaasti hyödyntää käytännön sovelluksissa. Tämä väitöskirja esittelee kokeellista tutkimusta, jonka tavoitteena on lisätä atsomateriaalien rakenteen ja valoliikkeen välisten lainalaisuuksien ymmärrystä ja antaa ehdotuksia uusista, vielä selvittämättömistä hyödyntämismahdollisuuksista. Työssä on valmistettu uusia valoaktiivisia materiaaleja supramolekylääristä funktionalisointia hyödyntäen, minkä ansiosta pintahilojen muodostusta voidaan tutkia materiaalin rakenteeseen liittyvien ääriesimerkkien avulla. Ensinnäkin, työssä tutkitaan vetysitoutuneita bisatso–polymeerikomplekseja, joissa valon indusoimat liikkeet ilmenevät tehokkaasti laajalla aallonpituusalueella. Toiseksi, vastaavanlaisten pienimoolimassaisten atso–polymeerikompleksien avulla etsitään pienintä mahdollista atsobentseenipitoisuutta, jolla pintahiloja voidaan vielä kirjoittaa. Toisaalta pintahilojen muodostusta tutkitaan atsobentseenifunktionalisoiduissa suurimoolimassaisissa dendrimeerikomplekseissa ja osoitetaan, että pintakuviointi on mahdollista myös suurista, pallomaisista biomolekyyleistä koostuvissa kalvoissa. Lopuksi työssä selvitetään valoherätteisen pintakuvioinnin monipuolisia sovelluskohteita, joista esimerkkinä esitellään pintakuvioiden hyödyntämistä plasmonisten kultananorakenteiden valmistuksessa.
Julkaisun otsikon käännösLiikettä valolla: Supramolekyläärisistä materiaaleista sovelluksiin
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Ras, Robin, Vastuuprofessori
  • Priimägi, Arri, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-6030-9
Sähköinen ISBN978-952-60-6031-6
TilaJulkaistu - 2014
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • atsobentseeni
  • polymeeri
  • valo
  • nanorakenne
  • pintahila
  • plasmoniikka

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Liikettä valolla: Supramolekyläärisistä materiaaleista sovelluksiin'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä