In situ characterization of photoactive polymer brushes via quartz crystal microbalance

Cienkie warstwy polimerowe naśladujące naturalne systemy fotosyntetyczne odgrywają coraz większa rolę jako układy do konwersji energii słonecznej. Przykładem jakiego układu jest platforma fotoaktywnych szczotek polimerowych z uporządkowanymi, przestrzennie rozmieszczonymi szeregami cząsteczek chromoforowych, które stanowią antenowe centra aktywne. Szczotki polimerowe o różnych gęstościach naszczepienia otrzymano za pomocą powierzchniowo inicjowanej fotopolimeryzacji z wykorzystaniem inifertera (SI-IMP). Cząsteczki ftalocyjaniny przyłączono do szczotek korzystając z reakcji typu „click” – cykloaddycji azydków do alkinów katalizowanej miedzią (I) (CuAAC). Do zbadania mechanizmu i wydajności tego procesu użyto mikrowagi kwarcowej z pomiarem dyssypacji energii (QCM-D). Ponadto wykorzystując Mikroskopię Sił Atomowych (AFM) i Spektroskopii Podczerwieni (FT-IR), zbadano strukturę szczotek przed i po reakcji typu „click”.

Thin polymer layers which imitate natural photosynthetic systems are finding a growing im-portance in fabrication of organic systems for solar energy conversion. A system of a photo-active polymer brushes with spatially ordered arrays of chromophore molecules as an active center to harvest light is presented. Polymer brushes with a different surface grafting densities were obtained using surface-initiated iniferter-mediated photopolimerization (SI-IMP). Phthalo-cyanine molecules were linked to them using "click reaction" - copper-catalyzed azide–alkyne cycloaddition (CuAAC). Quartz Crystal Microbalance with Dissipation Monitoring (QCM-D) was used to check an efficiency of phthalocyanince linking process. Moreover Atomic Force Mi-croscopy (AFM) and Infrared Spectroscopy (FTIR) were used to determine their structure before and after "click reaction”.