فیزیک فوتونی در بسپارها

طیف نمایی گسیلی بسپارها – یعنی مشاهده فلوئورسانی یا فسفرسانی پس از برانگیزش گذارهای الكترونی به وسیله نور مرئی یا فرابنفش اخیراً مورد توجه زیادی قرار گرفته است. فوتوفیزیك بسپارها موضوع دو كتاب و چندین سمپوزیوم عمده بوده است. این توجه یكباره و چشم‌گیر اصلاً بی‌اساس نیست. زیرا، این نوع طیف نمایی گسیلی می‌تواند تأثیر مهمی بر روی درك خواص دینامیكی و استاتیكی سیستم‌های بسپاری داشته باشد. این امكان ناشی از قابلیت كاربرد وسیع این فن است كه فقط به حضور كروموفور (چیزی كه قادر است نور مرئی یا فرابنفش را جذب یا گسیل كند) در سیستم نیاز دارد. كروموفور ممكن است یا مانند واحد فنیل در پولیسترین، در طبیعت موجود باشد و یا به صورت برچسبی به بسپاری كه فاقد كروموفور است متصل شود. تحلیل ممكن است شامل یك یا چند نوع ندازه‌گیری باشد: فلوئورسانی مونومری یا اكسیمری واقطبش فلوئورسانی، بازیابی فلوئورسانی پس از فوتورنگبری، انتقال انرژی یا مهاجرت، فسفرسانی، فرونشانی لیانی، و اندازه‌گیری‌های لیانی گذرا.
طیف نمایی گسیلی خصوصاً در مطالعه جداسازی فازها در سیستم‌های بسپاری چند مؤلفه‌ای مفید بوده است. موراوتز اولین كسی بود كه از انتقال انرژی و گسیل اكسیمری برای مطالعه جداسازی فازها استفاده كرد. اخیراً، گروه مونری نشان داده است كه كاهش (فرونشانی) فلوئورسانی پلیسترین (PS) با برچسب آنتراسن به وسیله پلی (ونیل متیل اتر) دست كم همان قدر به جداسازی فاز حساس است كه فلوئورسانی اكسیمری. همچنین نشان داده است كه گسیل فلوئورسانی همان‌قدر برای آشكارسازی مراحل اولیه سینتیك جداسازی فازها مناسب است كه پراكندگی نوترون‌ها تحت زاویه كوچك (SANS). علاوه بر اینها، در حضور اثرهای ایزوتوپی گسیل فلوئورسانی بر SANS برتری دارد. طیف نمایی گسیلی برای مطالعه رفتار فازها در سیستم‌های پیچیده‌تر، شامل ذرات كلوئیدی بسپار، همبسپارهای دسته‌ای ومخلوط‌های همبسپار / جور بسپار دسته‌ای، نیز به كار می‌رود.
موراوتز و اخیراً توركلسون ساختار محلول پیچك‌های بسپار و نفوذ آن‌ها در یكدیگر را مطالعه كرده‌اند. اندازه‌گیری فرایندهای پخشی با استفاده از طیف نمایی گسیلی میسر است. از بازیابی فلوئورسانی بعد از فوتورنگبری یك ناحیه می‌توان برای اندازه‌گیری خود – پخشی بسپارها در محلول‌ها و مواد مذاب استفاده كرد. نتایج حاصل در مورد سیستم‌های بسپارها درهم فرو رفته توافق خوبی با پیش‌گویی‌های حاصل از مفاهیم مقیاسی دارد. هوری و میتا، و توركلسون و همكارانش از فرونشانی فسفرسانی برای اندازه‌گیری برهم‌كنش‌ها در محلول‌های بسپاری كه ممكن است از نظر پخش محدود باشند استفاده كرده‌اند. در مواردی كه در هم فرو رفتن بسپارها مهم است. این تكنیك خصوصاً برای شبیه سازی (و منزوی سازی) برهم‌كنش‌هایی كه در فرایندهای بسپار سازی رخ می‌دهند بسیار مناسب است.
تحرك و دینامیك محلول‌ها و مواد مذاب بسپار نیز مورد توجه قابل ملاحظه‌ای قرار گرفته است. وینیك و همكارانش در مورد بسپارها در محلول رقیق، با استفاده از فلوئورسانی اكسیمری مطالعه وسیعی درباره آهنگی كه با آن دو سر یك زنجیر دراز با یكدیگر تماس می‌یابند انجام داده‌اند. گروه مونری برای تعیین دینامیك سمتگیری در مواد مذاب بسپاری، از واپاشی ناهمسانگردی فلوئورسانی استفاده كرده‌اند. در مورد پلی بوتادین با برچسب آنتراسن، تحول دمایی سمتگیری ستون فقرات زنجیر، مثل همان تحول دمایی برای خواص مكانیكی است. این امر گواهی بر ارتباط میان گذار شیشه‌ای و فرایندهای مولكولی موضعی است.