Forskning afslører kvantitative og højopløselige trykfunktioner af trykfølsomt materiale

Forskere fra Nagoya University i det centrale Japan har offentliggjort en undersøgelse i Journal of Materials Chemistry C på et trykfølsomt materiale, kendt som fluorenyliden-acridan (FA). Deres forskning har potentielle anvendelser for teknologier relateret til trykføling, optagelse og displayenheder.

Mekanokrome materialer ændrer farve som reaktion på ydre stimuli, såsom mekanisk tryk. Tidligere forskning i mekanokromisme var dog begrænset til kvalitative rapporter, såsom om farven ændrede sig. Indtil nu manglede kvantitativ analyse.

For kvantitativt at beskrive farveændringen analyserede et forskerhold ledet af professor Yutaka Matsuo, ved Institut for Kemisystemteknik, Graduate School of Engineering, Nagoya University, FA, en type mekanokromisk materiale. Ved at udføre flere tests på materialer, der indeholder FA, fandt de ud af, at det skiftede farve fra gul til mørkegrøn ved berøring. Men i modsætning til andre mekanokrome materialer, i stedet for at ændre farve ved at udsende lys, ændrede det farve ved at absorbere det. Dette gør den unik.

Tidligere blev den mekanokrome opførsel af FA normalt observeret i kraftform. Men til deres nuværende undersøgelse fremstillede forskerholdet først en tynd film af FA, som gjorde det muligt for dem at implementere de efterfølgende målinger. Dernæst, for at kvantificere farveændringer, anvendte forskere måleteknikker kaldet diffus reflektans ultraviolet-synlig (UV-vis) spektroskopi.

Derudover brugte de Kelvin kraftmikroskopi for indirekte at måle de strukturelle ændringer af FA. Stigende mekaniske tryk ændrede gradvist farven fra gul til grøn. Derudover ændrede FA-strukturen sig, jo mere pres der blev påført. Disse data tydeliggjorde det kvantitative forhold mellem mængden af ​​mekanisk tryk og omfanget af farveændring af et FA-holdigt materiale. Dette er den første rapport fra FA, der bruger kvantitative data.

Forskernes målinger afslørede også, at FA har en høj rumlig opløsning. FA-filmen detekterede tryk påført over en bredde så lille som 50 nanometer, hvilket gør den rumlige opløsning 1000 gange bedre end andre kommercielt tilgængelige trykfølende film. Ydermere, når den blev behandlet med ethanol, blev filmfarven tilbage til gul.

Dette er vigtigt, fordi for at vende farveændringen havde tidligere undersøgelser kun brugt stærke opløsningsmidler, såsom chloroform. Men nu kan bredt tilgængelige løsninger såsom alkohol bruges med denne teknologi.

Kvantitativ måling af FA åbner mange muligheder for teknologier som disklagring. "Optiske diskenheder, såsom cd'er og dvd'er, bruger laserlys til at skrive data," sagde professor Matsuo. "Vi kunne bruge farveændringer efter mekanisk tryk til at lagre information," fortsatte han.

Desuden kan måleteknikkerne for FA fra denne undersøgelse gælde for andre typer mekanokrome materialer ud over FA. Det betyder, at denne undersøgelse også kan bidrage til fremtidig forskning i trykfølende teknologi.

Endelig kan farve fortælle os, om en materialeoverflade er blevet berørt, og om den er blevet tørret af med alkohol efterfølgende. Dette kan have konsekvenser for at holde overfladearealer rene. Det er nu muligt at forestille sig, for eksempel, et fremtidigt bord, der skifter farve, når det røres og derefter tørres af, en teknologi, der ville være værdifuld på et hospital eller et andet miljø, der søger at forhindre overførsel af vira ved kontakt med forurenede overflader. + Udforsk yderligere

Skaderapporterende og selvhelbredende hudlignende polymerbelægninger