Motion of Matter by Light Fueled Molecular Machines: Applications to Azo-Dye Containing Polymer Films

Abstract

Les matériaux qui peuvent être actionnés par la lumière ont reçu une attention considérable à cause des possibilités d’applications qu’ils offrent dans les différents domaines scientifiques, tels que la photonique, la biologie et la robotique. Les dérivés de l’azobenzène sont de tels matériaux, et ils peuvent se déformer et se déplacer sous l’action de l’absorption de la lumière, par exemple des machines moléculaires. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur le mouvement de la matière induit par les colorants azoïques alimentés par la lumière. Ces derniers se déplacent en gradients d’intensité lumineuse via le processus de photoisomérisation. Nous étudions le mouvement de la matière en inscrivant des réseaux de surface dans des films de polymère contenant de tels colorants. Les réseaux de surface sont inscrits par des techniques holographiques obtenues à partir de l’interférence de deux faisceaux cohérents. Nous comparons deux types de matériaux polymères qui diffèrent par la manière dont le colorant azoïque est introduit dans le matériau polymère. Pour le système dans lequel le colorant n’est pas attaché au polymère (système dopé), la matière ne bouge pas. Nous avons constaté que l’inscription des hologrammes peut être entièrement effacée ou améliorée en fonction de l’intensité et de la polarisation du faisceau d’assistance. Pour le système dans lequel le colorant azoïque est attaché au polymère (copolymère), la matière se déplace. Les réseaux de surface sont étudiés et comparés à la théorie récemment développée du mouvement vectoriel photo-induit de la matière (PVMM). Cette théorie fournit un bon point de départ pour les recherches futures, en particulier dans le domaine de la manipulation optique et du transport de la matière.