Partículas microscópicas que mudam de forma ao serem expostas à luz estão ganhando atenção em aplicações como robótica suave, atuadores microescala e materiais inteligentes.

Em estudo publicado na revista Macromolecules, pesquisadores do Universitário de Ehime demonstraram que pequenas alterações estruturais induzidas pela luz em polímeros podem ser amplificadas em deformações visíveis dessas partículas.

Processo hierárquico

A pesquisa focou no azobenzeno, um molde conhecido que altera sua forma sob luz ultravioleta e visível. Este único comportamento permitiu seu uso extenso em materiais projetados para responder à luz.

Embora tenha sido amplamente estudado em filmes e materiais em massa, os processos ocorrendo dentro de partículas microscópicas ainda são mal compreendidos. Especialmente, o caminho estrutural que conecta a fotoisomerização molecular à deformação à escala da partícula permanece incerto.

Os pesquisadores desenvolveram um polímero em que unidades de azobenzeno foram incorporadas diretamente na cadeia principal do polímero. Usando este material, eles prepararam partículas microscópicas com diâmetros variando de alguns micrômetros a vários micrômetros.

Análises detalhadas mostraram que a luz primeiramente altera a estrutura dos grupos de azobenzeno, seguida por alterações nas cadeias de polímero e na estrutura interna das partículas microscópicas. Essas alterações se propagam por múltiplos níveis estruturais e finalmente resultam em deformação das partículas.