Быстродействующий молекулярный зонд

Материалы, содержащие специальные полимерные молекулы, когда-нибудь смогут предупредить нас, когда они вот-вот выйдут из строя. Исследователи усовершенствовали ранее разработанные чувствительные к силе молекулы, называемые механофорами, для обеспечения обратимого, быстрого и яркого изменения цвета при приложении силы.

Изменение цвета является результатом напряжения, прикладываемого к связям, соединяющим механофоры с полимерной цепью. Механофоры связаны с полимерными цепями с использованием схемы расположения, называемой структурой оксазина. Новая структура обеспечивает мгновенное и обратимое изменение цвета, поэтому вместо того, чтобы полимер медленно темнел с течением времени, цвет быстро меняется при приложении силы и исчезает при снятии силы.

Материалы, содержащие новые механофоры, можно использовать в качестве датчиков напряжения, что позволит исследователям изучить влияние напряжения на материалы до того, как они выйдут из строя. Быстрая реакция и обратимость позволят инженерам лучше контролировать, быстро обнаруживать и быстро реагировать на перегруженную конструкцию в лаборатории и, в конечном итоге, в полевых условиях.

Давняя задача в материаловедении заключалась в наблюдении за механической нагрузкой и другими напряжениями в материалах на уровне одной молекулы. Хотя это достижение не может этого сделать, цель становится ближе с развитием этого нового типа механофоров. Например, в области биомеханики исследование могло бы стать ступенькой к лучшему мониторингу того, как наши тела реагируют на внешние силы на клеточном уровне и за его пределами.