Light polarization in single molecule spectroscopy: From visualization of structural anisotropy and energy transfer to super-resolution imaging with orientational contrast

Abstract: Popular Abstract in Swedish Pi-konjugerade polymerer är ett viktigt slag av material. För det första så har det många eftertraktade fysikaliska egenskaper som förmågan att leda elektrisk ström, omvandla elektriska laddningar till ljus, eller omvänt, omvandla ljus till elektricitet. Dessa material tillämpas redan i stor utsträckning i dag som i exempelvis plattskärms-TV (OLED) och i mobiltelefoner. Möjligheten är också stor att kunna använda dessa material i solceller. Problemet är bara att nå en tillräckligt hög effektivitet för omvandlingen av ljus till elektricitet. Ett annat probem är stabiliteten. Många solceller gjorda av konjugerade polymerer tenderar nämligen att degradera efter en relativt kort tid. En annan fördel är dock att det är relativt billigt att producera elektroniska komponenter med dessa material och det finns många olika sätt att göra det på. Ofta är dessa metoder anpassade efter storleken på molekylerna (t.ex beroende på om de är polymer eller inte). Det finns många frågor och för att finna svar måste forskningen fortgå för att finna nya lösningar eller optimera somliga egenskaper. Det intressanta är att dessa material kan uppvisa en sådan rik variation av egenskaper. Till exempel så är konjugerade polymerer väldigt känsliga för störningar från sin omgivning. Den kemiska strukturen är böjlig och kan också vridas till viss del men den kan även brytas. Dessa och andra typer av störningar gör att en polymerkedjas förmåga att växelverka med ljus ändras eller till och med upphör helt. Är det endast en mindre störning kan den ändra färg eller bli ljussvag. Dessa egenskaper komplicerar studiet av polymerer något för hur ska man egentligen definiera en egenskap om den ändras från en gång till en annan? Mer intressant blir det om olika personer studerar samma material men använder något annorlunda metoder vid tillverkningen av ett prov. Då kan nämligen helt olika resultat nås även om proverna är identiska ur ett kemisk perspektiv. Det kan nämnas här att om en viss typ av polymer är känslig för sin omgivning så är den även känslig för sig själv. Om en lång polymerkedja placeras slumpmässigt i ett prov riskerar vissa delar av kedjan att komma i kontakt med varandra. Beroende på hur mycket av kedjan som kommer i kontakt med sig själv så kan visa egenskaper ändras därefter. Två kemiskt identiska polymerkedjor kan därför ha olika optiska egenskaper. Sådana varationer i egenskaper studeras med fördel med mikroskopi-metoder.