Spiropran içeren malzemelerin hazırlanması ve ışık duyarlılığı, fotokromik ve mekanokromik özelliklerinin belirlenmesi

Bu çalışmada önce 2-(3',3'-Dimetill-6-nitrospiro [kromen-2,2'-indol]-1'(3'H)-yl)etanol (spiropran, SP) molekülü kullanılarak metakrilatlanmış spiropran (mSP) monomeri ve dimetakrilat spiropran çapraz bağlayıcı (dimSP) sentezlendi. Daha sonra mSP monomeri kullanılarak silisyum disk, silisyum mikroparçacık yüzeyinde poli(metakrilatlanmış spiropran)[poli(mSP)] fırçalar, dimSP çapraz bağlayıcı ve hidroksi etil metakrilat monomeri kullanılarak poli(2-hidroksi etil metakrilat) [poli(HEMA)] jeli hazırlandı. poli(mSP) fırçalar silisyum disk yüzeyinde arayüz aracılı RAFT polimerleşmesiyle sentezlendi. Bu fırçaların aşılanma yoğunluğu σ=0,56 zincir nm-2 ve aşılanmış zincirler arası uzaklık D= 1,52 nm olarak bulundu. Atomik kuvvet mikroskobu ile yüzeyin oldukça homojen olduğu ve rms (root-mean-square) değerinin yaklaşık 2,66 nm olduğu görüldü. Poli(mSP) formu ultraviyole (UV) ışını kullanılarak merosiyanin (MC) izomerine [poli(mMC)] dönüştürüldü. Bu süreç görünür ışık (GB) kullanılarak tekrar Poli(mSP) izomerine çevrildi. Bu izomerizasyonlar su temas açısı ölçümleriyle takip edildi. Bu izomerlerin çeşitli sıvılarla ölçülen temas açısı verileri Van Oss – Good eşitliğinde kullanılarak yüzey enerji bileşenleri hesaplandı. Buna göre poli(mSP) ve poli(mMC) izomerler için elektron alıcı ("γ" _"K" ^"+" ) ve elektron verici ("γ" _"K" ^"-" ) yüzey serbest enerji bileşenleri "γ" _"K" ^"+" "=0,47 mJ " "m" ^"-2" , "γ" _"K" ^"-" "=1,15 mJ " "m" ^"-2" ve "γ" _"K" ^"+" "=0,85 mJ " "m" ^"-2" , "γ" _"K" ^"-" "=10,25 mJ " "m" ^"-2" olarak belirlendi. Bu değerlerden poli(mSP) izomerinin düşük bazik karaktere sahip olduğunu, buna karşın poli(mMC) izomerinin yüksek bazik karaktere sahip olduğun bulundu. Fotokromik hibrid poli(mSP) fırçalar silika mikroparçacık yüzeyinde arayüz aracılı RAFT polimerleşmesi ile sentezlendi. Bu fotokromik hibrid fırçaların yapısal karakterizasyonu GA-FTIR spektroskopisiyle, yüzey morfolojisi Taramalı Elektron Mikroskopuyla (SEM) ile gerçekleştirildi. Dimetilformamid (DMF) içinde dağıtılan fotokromik hibrid mikroparçacıkların renksiz poli(mSP) izomerinin UV ışınıyla mor renkli poli(mMC) izomerine dönüşümü için optimum ışınlama süresi 7 dk, GB ışınlamayla tekrar poli(mSP) izomerine dönüşümü için ise optimum ışınlama süresi ise 9 dk olarak belirlendi. Son olarak dimSP çapraz bağlayıcı kullanılarak mekanokromik poli(HEMA) jel hazırlandı. Mekanokromik hali mekanik germe-çekme ölçümleri ve DMF içinde şişme testi ile belirlendi. Bu testlerde SP izomerinden kaynaklı sarı renkli poli(HEMA) jeli çekme veya şişme ile MC izomerine dönüşümü sebebiyle beyaz renkli olarak görüldü.