Propiedades ópticas y de autorreparación de recubrimientos poliméricos modificados con azobenceno
Palabras clave:
recubrimientos epoxi-poliuretano, azobenceno, autorreparación, material foto-sensible, almacenamiento de informaciónResumen
Existe una creciente demanda de materiales y recubrimientos poliméricos inteligentes que responden a cambios ambientales, tales como temperatura, CO2, y pH (Huang et al., 2015). Los recubrimientos fotosensibles son particularmente interesantes debido a sus respuestas reversibles y rápidas (Manrique-Juárez et al., 2016). Los azobencenos son ampliamente reconocidos por su capacidad para modificar las propiedades ópticas y físicas en respuesta a ciertos estímulos, debido a la isomerización reversible cis-trans del cromóforo cuando se expone a la luz UV (Ding, 2017; Yan et al., 2012). Esta propiedad los hace muy adecuados para diversas aplicaciones, incluyendo la alineación de cristales líquidos, la electroóptica y el almacenamiento de información (Kunihiroichimura, 1997). Los polímeros fluorados también se han estudiado extensamente debido a su baja energía superficial, lo que los hace ideales para diversas aplicaciones, como recubrimientos y dieléctricos para transistores, recubrimientos antirreflectantes, recubrimientos repelentes al agua y superficies antiadherentes y autolimpiables (Miccio et al., 2010).
En este trabajo se estudian recubrimientos poliméricos de matriz epoxi sintetizados con precursores de poliuretano modificados con 4-fenilazofenol (AZO) y especies fluoradas (EPU y EPUF) (Herrera et al., 2023). Se analizaron las propiedades ópticas y de autorreparación, impulsadas específicamente por la capacidad de respuesta a la luz UV-visible del AZO (Herrera et al., 2025). Se observaron cambios de color significativos en los materiales después de la exposición a la luz, lo que se atribuye a la eficiente isomerización de los grupos AZO, permitiendo que los recubrimientos conserven sus propiedades cromáticas y energéticas durante períodos prolongados. Como una aplicación práctica de este fenómeno se estudió el proceso de escritura reversible, donde los mensajes pueden mostrarse en la superficie durante un período controlado, antes de ser borrados.
Otra aplicación estudiada fue la autorreparación foto-inducida. La integración de cadenas fluoradas redujo la energía superficial del sistema, mejorando la eficiencia de la irradiación y prolongando la estabilidad del isómero cis. Esta mejora otorgó al material un control fotoquímico superior, lo que resultó en un proceso más rápido y eficiente.
Referencias
Ding, L. (2017). Azobenzene-Incorporated Single- and Double-Stranded Polynorbornenes: Facile Synthesis and Diverse Photoresponsive Property. Macromolecular Chemistry and Physics, 218(20), 1700245. https://doi.org/10.1002/macp.201700245
Herrera, J.M., Penoff, M.E. y Galante, M.J. (2023). Reversible photo-controllable surface wettability of epoxy-polyurethane smart coating. Progress in Organic Coatings, 179(107509). https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2023.107509
Herrera, J.M., Penoff, M.E. y Galante, M.J. (2025). Reversible optical and self-healing properties of fluorine containing epoxy coatings with azobenzene. Progress in Organic Coatings, 200(109029). https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2024.109029
Huang, X., Sun,Y. y Soh, S. (2015). Stimuli-Responsive Surfaces for Tunable and Reversible Control of Wettability. Advanced Materials, 27, 4062–4068. https://doi.org/10.1002/adma.201501578
Kunihiroichimura. (1997). Polarization Photochromism of Polymer Thin Films and Its Applications. Molecular Crystals and Liquid Crystals Science and Technology. Section A. Molecular Crystals and Liquid Crystals, 298, 221–226. https://doi.org/10.1080/10587259708036164
Manrique-Juárez, M.D., Rat, S., Salmon, L., Molnár, G., Quintero, C.M., Nicu, L., Shepherd, H.J. y Bousseksou, A. (2016). Switchable molecule-based materials for micro- and nanoscale actuating applications: Achievements and prospects. Coordination Chemistry Reviews, 308, 395–408. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2015.04.005
Miccio, L.A., Fasce, D.P., Schreiner, W.H., Montemartini, P.E. y Oyanguren, P.A. (2010). Influence of fluorinated acids bonding on surface properties of crosslinked epoxy-based polymers. European Polymer Journal, 46, 744–753. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2010.01.001
Yan, Z., Ji, X., Wu, W., Wei, J. y Yu, Y. (2012). Light-switchable behavior of a microarray of azobenzene liquid crystal polymer induced by photodeformation. Macromolecular Rapid Communications, 33, 1362–1367. https://doi.org/10.1002/marc.201200303
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