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Ver el documento (formato PDF)   Díaz Costanzo, Guadalupe.  "Propiedades ópticas de nanocompuestos poliméricos con nanotubos de carbono"  (2013-12-30)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
Se han desarrollado y caracterizado nuevos materiales fotosensibles a partir de la incorporación de moléculas de colorante azobenceno en matrices poliméricas. Se estudió cómo la adición de una nanocarga, capaz de mejorar la resistencia a la rotura e incrementar el módulo elástico, modifica las propiedades ópticas del material. En particular, como colorante se empleó Disperse Orange 3 (DO3) y como nanocarga se usaron nanotubos de carbono (CNTs). La familia de colorantes azobenceno se caracteriza por sufrir un proceso de fotoisomerización reversible, que permite inducir ópticamente distintos efectos como birrefringencia y modulación en el índice de refracción cuando se incorporan en un sistema material. La elección de los CNTs como nanocarga se basó en su estructura electrónica, que podría dar lugar a una interacción con los colorantes azobenceno ya que ambos poseen un sistema delocalizado de electrones π. Se evaluaron dos tipos de polímeros como matrices, un polímero termorrígido (resina epoxi) y un polímero termoplástico (ácido poliláctico) con el objeto de determinar cómo el tipo de estructura modifica la respuesta óptica del colorante. En ambos casos se estudiaron materiales con y sin CNTs. En la primera etapa de esta tesis se estudió la interacción entre nanotubos de carbono y moléculas azobenceno utilizando técnicas ópticas y espectroscópicas. Se determinaron las concentraciones CNTs/DO3 para obtener dispersiones en tetrahidrofurano y en cloroformo estables en el tiempo. Con ellas se desarrollaron los diferentes compuestos poliméricos los cuales fueron caracterizados mediante diferentes técnicas espectroscópicas, mecánicas y ópticas. Se encontró que la adición de CNTs en sistemas fotosensibles compuestos por polímero y colorante genera cambios en la respuesta óptica del nanocompuesto que se manifiestan de forma distinta dependiendo fuertemente de la conformación estructural de la matriz que constituye el material. Finalmente se grabaron figuras de interferencia en los diferentes materiales y se evaluó cómo la presencia de los CNTs afecta la eficiencia de difracción de las redes generadas. Este último punto demuestra las potenciales aplicaciones de los materiales desarrollados en el área de óptica y fotónica como dispositivos de almacenamiento óptico de la información.

Abstract:
New photosensitive materials fabricated by the addition of azobenzene dye molecules into polymeric matrixes have been developed and characterized. It was studied how the addition of a nanocharge, also capable of improving the strength at break and the elastic modulus, modify the optical properties of the material. Particularly, as an azobenzene dye it was used Disperse Orange 3 (DO3) and carbon nanotubes (CNTs) as nanocharges. The family of azobenzene dyes are most known for undergoing a reversible photoisomerization process that allows photoinducing different effects such as birrefringence and modulation of the index refraction when oncorporated into a material system. The choice of CNTs as nanocharges finds it basis on their electronic structure that could let an interaction with the azobenzene dyes since both have a delocalized π electron system. Two kinds of polymers have been tested as matrixes, a termorrigid polymer (epoxy resin) and a thermoplastic polymer (polylactic acid), with the aim of determining how the structure modifies the optical response of the dye. In both cases, materials with and without CNTs were studied. On the first stage of this thesis the interaction between carbon nanotubes and azobenzene molecules was studied using optical and spectroscopic techniques. Concentrations CNTs/DO3 were determined to obtain stable dispersions in tethehydrofuran and chloroform. With these dispersions the polymeric compounds were developed and characterized by means of spectroscopic, mechanic and optical techniques. It was found that the addition of CNTs into photosensitive material systems made of polymers and azobenzene dyes produces changes in the optical response that revealed in different ways strongly depending on the structural conformation of the matrix of the material. At last, interference patterns were recorded on the different materials and it was evaluated how the presence of CNTs affects the efficiency of the recorded diffraction gratings. This last point demostrates the potential applications of the developed materials in the area of optics and photonics as optical storage information devices.

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Registro:
Título : Propiedades ópticas de nanocompuestos poliméricos con nanotubos de carbono    
Autor : Díaz Costanzo, Guadalupe
Director : Ledesma, Silvia
Goyanes, Silvia
Consejero : Iemmi, Claudio
Jurados : Matteo, Claudia Leda  ; Scaffardi, Lucía  ; Skigin, Diana
Año : 2013-12-30
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Departamento de Física. Laboratorio de procesado de imágenes
Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA). Laboratorio de polímeros y materiales compuestos
Grado obtenido : Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Físicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_5549_DiazCostanzo
Idioma : Español
Area Temática : Física / Física de los Materiales
Física / Óptica
Palabras claves : COMPUESTOS POLIMERICOS FOTOSENSIBLES; COLORANTES AZOBENCENO; NANOTUBOS DE CARBONO; BIRREFRINGENCIA FOTOINDUCIDA; GRABADO OPTICO DE ESTRUCTURAS PERIODICAS; PHOTOSENSITIVE POLYMERIC COMPOUNDS; AZOBENZENE-DYE; CARBON NANOTUBES; PHOTOINDUCED BIREFRINGENCE; PHOTORECORDED PERIODIC PATTERNS
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