当材料即将失败时,快速作用,变色的分子探针感应

研究人员表示,含有特殊聚合物分子的材料可能会使他们即将失败的时候能够警告我们。伊利诺伊州Urbana-Champaign大学的工程师改善了他们以前发育的力敏感的分子,称为机械势,在施加力时产生可逆,快速和鲜艳的颜色变化。

由博士后研究人员领导的新研究 海倩材料科学与工程 professor and head 南希萨多斯, 和 贝克曼高级科技学院 director 杰弗里摩尔 发表在Chem。

摩尔的团队一直与机械师合作超过十年,但过去的努力已经产生了慢的作出反应和返回原始状态的分子,如果有的话。研究报告,这种无法生产开/关响应的用作持续报告材料的机械状况的分子探针。

“颜色变化是施加到将机械电池连接到聚合物链的键的应力的结果,”Qian说。 “我们现在正在使用不同的布置方案将机械径与聚合物链粘合,称为恶嗪结构。新结构允许瞬时和可逆的颜色变化,因此,当施加力时,颜色随着力而消失时,颜色会迅速变化,而不是慢慢变得更暗。“

含有新机械径的材料可用作应力传感器,以使研究人员能够在失败之前研究压力对材料的影响。

“快速反应和可逆性将使工程师能够更好地监测,快速检测并迅速地响应实验室的过度传感结构,最终在该领域中,”Sottos表示。

材料科学的长期挑战一直在对单分子水平进行材料负荷和其他应力的观察。虽然这种进步不能这样做,但摩尔表示,目标更接近这种新型机械的发展。

“还有更多的工作要做,但这种进步开启了详细介绍各种材料在分子水平的内容的详细介绍,”摩尔说。 “例如,在生物力学领域,我们将该研究视为阶梯桥,以便更好地监测我们的身体如何从蜂窝水平和超越的外力作出反应。”

伊利诺伊州毕业生Doug Ivanoff和Abigail Halmes和本科学生Nathan Purwanto也参加了这项研究。

卓越科研中心的空军办公室得到了研究。

摩尔也隶属于 高级学习中心, 这 材料研究实验室, 这 Carl R. Woese Genomic生物学研究所, 这 卡莱伊利诺伊医学院化学 和材料科学与工程。 Sottos也是Cas,MRL,Beckman Institute, 机械工程与科学 and 航天.



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