色を変える染料はプラスチックの応力を視覚化します
研究チームは、メカノフォアの領域から新しい色素分子を構築しました。この分子のおかげで、プラスチック部品のさまざまな大きさの応力を色の変化によって継続的に視覚化できます。
このような染料の概念は新しいものではありませんが、以前のほとんどのメカノフォアは、プラスチックの応力の有無を示すことしかできませんでした。新しい分子は、異なる大きさの応力間の区別を可能にします。これは、巨視的なプラスチック部品の応力分布をマッピングして、材料の完全性を常に監視するために重要です。チームはこの形式の変形と損傷の分析を開発しており、実際のアプリケーションに近づけています。
分子的に設計された染料を適切で脆くないプラスチックと組み合わせることにより、巨視的な力を分子スケールにまで下げることができます。これらの作用力は、例えば、外圧または張力であり得る。したがって、染料分子は、プラスチック部品内で作用する力を「感じ」、色の変化を増加させることによって力の変化を示し続けます。外部負荷が取り除かれると、色素分子は元の状態に戻ります。つまり、外部張力に応じて伸びたり跳ねたりする分子ばねです。
色を変えることでプラスチックの応力を変換する既存の分子スイッチと比較すると、新しいテクノロジーの利点は、さまざまな大きさの力の無段階マッピングと、分子のバネのような動作にあります。これは、何度も使用できます。
この技術はまた、合成材料と自然システムの減衰特性のより基本的な理解を可能にする可能性があります。たとえば、大きな高さから木から落ちても損傷を受けていない大きくて重い果物があります。ここでは自然がモデルとして機能し、分子ばねはそのようなシステムをよりよく理解して模倣するのに役立つ可能性があります。したがって、今後の取り組みは、さまざまなプラスチックで使用するために分子力ばねを適合させることに焦点を当てます。
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