Grafenbelægning, der skifter farve, når den deformeres eller revner

(Phys.org) - Et team af forskere ved Leibniz Institute of Polymer Research i Tyskland har udviklet en grafencoating, der ændrer farve, når de deformeres eller revner. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Materiale horisonter , gruppen beskriver, hvordan belægningen er lavet og foreslår, at den kan vise sig nyttig i kommercielle applikationer.

Fly og broer er blot to eksempler på menneskeskabte strukturer, der kan se ud til at fejle uden varsel. Men som tidligere forskning har vist, sådanne strukturer giver advarsler for små til at se. Vinger og andre flydele, for eksempel, kan udvikle små revner, som når de udsættes for pludselig stress, kan føre til fiasko. I denne nye indsats, forskerne har udviklet en belægning til sådanne materialer, der ville gøre det meget lettere for inspektører at finde små revner, der kan føre til problemer.

Menneskeskabte materialer farves almindeligvis ved at tilføje pigmenter - de absorberer nogle bølgelængder af lys og reflekterer andre. Men naturen gør det på en anden måde:ved at dyrke strukturer, der er arrangeret på mikroskopisk niveau på en sådan måde, at de reflekterer noget lys og forstærker eller sløver andet lys. Resultatet kan ses i fiskeskæl, fuglefjer og endda huden på nogle blæksprutter. For at lave en belægning, der ville opføre sig på denne måde, forskerne brugte grafenflager, der lagde dele af deres naboer. I sin oprindelige stat, belægningen er rød, men hvis noget får den flade overflade til at bøje ind eller ud, det skifter til gult - og hvis det bliver revnet, som spalter forbindelsen mellem flager, det bliver grønt, gør det relativt let for nogen, der ser på materialet, at se, at det er blevet beskadiget.

Under mikroskopet, det er let at se, hvordan farveændringerne opstår - enhver ændring af de omhyggeligt placerede flager forårsager en ændring i vinkel, hvilket får lyset til at hoppe tilbage i en anden retning end resten af ​​flagerne, der udgør belægningen. Forskerne mener, at deres belægning, eller en der ligner den, kan føre til industrielle anvendelser. Men for nu, flere tests vil være nødvendige for at bestemme, hvor effektivt materialet er til at afsløre deformationer og revner, og om en sådan belægning kunne modstå virkelige forhold.

© 2017 Phys.org