Et materiale der mærker som hud

Menneskelig hud får blå mærker, når væv og muskler i området lider af traumer eller bliver beskadiget på grund af anvendelse af stump kraft. Imidlertid, når et objekt påvirkes, det er nødvendigt at undersøge hver tomme af overfladen af ​​materialet for at forstå omfanget af skaden. Et fly, for eksempel, det er fuldt ud inspiceret for at sikre sikkerheden. Hvis de områder, der er beskadiget af en fysisk påvirkning, ændres i farve, ligesom menneskelig hud, det vil være let at skelne mellem, hvad der skal repareres.

Spiropyran, et molekyle, der reagerer på ydre kraft, ændrer farve, når den fysisk stimuleres på grund af en ændring i dens kemiske struktur. Når det injiceres i beton eller silikone, det reagerer på mekaniske stimuli såsom kraft, deformation og beskadigelse ved ændring af farve. Imidlertid, spiropyrans mechanofølsomhed er for lav til virkelige anvendelser. Når det påføres silikone, for eksempel, farven ændres først efter deformation på mindst 500%.

Et forskerhold ledet af Dr. Jaewoo Kim fra Structural Composite Research Center ved Institute of Advanced Composite Materials fra Korea Institute of Science and Technology (KIST) har drastisk forbedret mechano-følsomheden for materialet, der skal anvendes på bærbare sensorer og kunstig hud.

For at øge følsomheden af ​​spiropyran, tidligere undersøgelser har ændret dens molekylære struktur i henhold til det materiale, den ville blive kombineret med før syntese. I modsætning, KIST -forskerne syntetiserede først kompositmaterialet og tilføjede derefter en bestemt type opløsningsmiddel for at forbedre følsomheden gennem en slags ældningsproces. Derefter blev ændringerne i farven og fluorescensen af ​​kompositmaterialet observeret, mens du kontrollerer absorptionstiden med opløsningsmidlet, og det viste sig, at øget behandlingstid forbedrede følsomheden. Spiropyranpolymeren udviklet gennem denne nye proces viste 850% forbedring i følsomhed i forhold til tidligere udviklede materialer. Denne bemærkelsesværdige følsomhed blev set for forskellige former for deformationer såsom spændinger, kompression og bøjning.

Også, i modsætning til den eksisterende metode til at forbedre følsomheden ved at manipulere hvert materiale separat, den nye metode udviklet gennem denne undersøgelse, der øger følsomheden simpelthen ved en aldringsproces ved hjælp af et opløsningsmiddel, giver fordele ved, at den let kan påføres forskellige materialer.

Dr. Jaewoo Kim fra KIST sagde:"Gennem denne undersøgelse, en proces, der dramatisk kan forbedre mechano-følsomheden for spiropyran-baseret, stressfølsomme smarte polymermaterialer er blevet udviklet, og gennem analyse, mekanismen bag følsomhedsforbedring blev identificeret. [...] Baseret på dette, Vi planlægger at vie os til en opfølgende undersøgelse, hvor vi anvender teknologien til futuristiske bærbare sensorer og kunstig hud. "