Síntesis de polímeros deuterados y sulfurados por vulcanización inversa: Ingeniería de la transparencia infrarroja a...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química de los polímeros
• Óptica y fotónica

Sus antecedentes:

• Los polímeros deuterados se utilizan típicamente para la dispersión de neutrones.
• Los polímeros existentes carecen de una transparencia óptima en el espectro infrarrojo de onda media (MWIR).
• Los enlaces que contienen protones en los polímeros causan una absorción no deseada en la región MWIR.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar nuevos polímeros deuterados libres de protones para aplicaciones fotónicas MWIR.
• Investigar el impacto de la deuteración en la microestructura y las propiedades del polímero.
• Para diseñar la transparencia MWIR cambiando las frecuencias vibratorias.

Principales métodos:

• Síntesis de d14- ((1,3-diisopropilbenceno) perduterado con una deuteración > 99%.
• Preparación de poli (diisopropilbenceno) perduterado sin protones (poli (S-r-d14-DIB)) mediante vulcanización inversa.
• Análisis estructural y cálculos computacionales cuánticos para estudiar los efectos cinéticos de los isótopos.
• Fabricación y ensayo de rejillas ópticas de película delgada MWIR.

Principales resultados:

• Se observaron efectos de isótopos cinéticos significativos, lo que condujo a diferentes microestructuras de copolímero.
• La transparencia de MWIR se mejoró cambiando las vibraciones del enlace C-H de 3,3 μm a 4,2 μm.
• Las rejillas de polímero deuteradas sin protones funcionaron con éxito a 3,39 μm, mientras que las contrapartes protonadas eran opacas.

Conclusiones:

• Los polímeros deuterados libres de protones ofrecen una ruta viable para materiales ópticos avanzados para aplicaciones MWIR.
• La estrategia de síntesis permite la ingeniería molecular de las propiedades ópticas.
• Estos materiales son prometedores para el desarrollo de sensores y espectrómetros MWIR compactos.