Fabricação e caracterização de filmes finos e ultrafinos de coroas de éter com azobenzeno incorporado e estudo da birrefringência fotoinduzida

Abstract

Foram estudadas as monocamadas de Langmuir, filmes Langmuir-Blodgett (LB) e filmes finos preparados pela técnica de casting (filmes auto-sustentados) usando vários tipos de moléculas de azocoroa de éter. Os filmes foram caracterizados por espectroscopia de UV-Vis, FTIR e espalhamento Raman. O composto 29-diazocoroa de éter com dois substituinte n-octil foi a única molécula de azocoroa de éter que permitiu a preparação de filmes LB de alta qualidade e com propriedades ópticas adequadas para uso no estudo de birrefringência fotoinduzida. Nas medidas de birrefringência foram empregados os filmes preparados do composto 29-diazocoroa de éter pela técnicas LB e casting, variando-se os seguintes parâmentros experimentais: número de monocamadas do filme LB, espessura de filme auto-sustentado, intensidade da luz de excitação e temperatura. A dinâmica de formação e decaimento de birrefringência mostrou ser muito mais rápida para os filmes LB do que para os filmes auto-sustentados. As curvas experimentais da dinâmica da birrefringência fotoinduzida para os filmes LB foram ajustadas usando as equações de Debye e de Kohlrausch-Williams-Watts (KWW), enquanto que as curvas experimentais dos filmes auto-sustentados foram ajustados usando as equações de Sekkat e de KWW. Usando as constantes de tempo obtidas dos ajustes das curvas experimentais de birrefringência, foi possível calcular as energias de ativação de Arrheniu dos processos de foto orientação. Os resultados obtidos para a energia de ativação e da dinâmica de formação e decaimento das medidas de birrefringência para os diferentes filmes foram comparadas e discutidas.

Langmuir monolayers, Langmuir-Blodgett (LB) films and thin filmes prepared by casting (auto standing films) from a series of azocrown ethers molecules were studied. Films were characterized using UV-Vis and FTIR spectroscopy and Raman scattering techniques. The compound 29-diazocrown ether with n-octyl substituent was the only azocrown ether molecule that allowed us to prepare high quality LB films having suitable optical properties for photo induced birefringence studies. On birefringence measurements using LB films and standing films of 29-diazocrown ether several experimental parameters were varied: number of monolayer of BL films, thickness of the auto standing film, excitation light intensity and temperature. It was found for the dynamics of formation and decay of the birefringence is much faster for LB films when compared with the auto standing films. The experimental curves of birefringence signals for LB films were fitted using the Debye and Kohlrausch-Williams-Watts (KWW) functions while the experimental curves for the auto standing films were fitted using the Sekkat and KWW functions. From the obtained time constants of fittings the Arrehnius activation energy and the dynamics of the formation and decay of the birefringence for the films were compared and discussed.