快速响应机械发光探针为结构失效预警
含特殊聚合物分子的材料未来或可在即将失效时发出警告。研究人员改进了先前开发的力敏分子——机械发光分子,使其在受力时产生可逆、快速、鲜艳的颜色变化。
颜色变化源于连接机械发光分子与聚合物链的键承受应力。机械发光分子通过恶唑烷结构与聚合物链键合。新结构实现了瞬时可逆变色:受力时颜色迅速改变,去除力后颜色消失,而非随时间缓慢变暗。
含新型机械发光分子的材料可用作应力传感器,帮助研究人员在材料失效前研究应力影响。快速响应和可逆性将使工程师能更好地监测、快速检测并迅速响应实验室乃至现场的过载结构。
材料科学长期面临的挑战是单分子层面观测机械载荷等应力。虽未完全实现,但新型机械发光分子让这一目标更近。例如在生物力学领域,该研究可成为从细胞层面监测人体对外力反应的垫脚石。
传感器