研究人員說(shuō)，含有特殊聚合物分子的材料有一天可能會(huì)在它們將要失效時(shí)警告我們。伊利諾伊大學(xué)香檳分校的工程師已經(jīng)改進(jìn)了他們先前開(kāi)發(fā)的力敏感分子，稱(chēng)為機(jī)械力分子，在施加力時(shí)可產(chǎn)生可逆，快速和充滿(mǎn)活力的顏色變化。

這項(xiàng)由博士后研究員海謙，材料科學(xué)與工程教授，南希·索托斯(Nancy Sottos)校長(zhǎng)以及貝克曼高級(jí)科學(xué)技術(shù)學(xué)院所長(zhǎng)Jeffrey Moore領(lǐng)導(dǎo)的新研究發(fā)表在《化學(xué)》雜志上。

摩爾的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)與機(jī)械體合作了十多年，但過(guò)去的努力產(chǎn)生的分子反應(yīng)遲鈍，即使有的話(huà)，也會(huì)恢復(fù)到原始狀態(tài)。該研究報(bào)告稱(chēng)，這種無(wú)法產(chǎn)生類(lèi)似開(kāi)/關(guān)反應(yīng)的能力限制了它??們作為連續(xù)不斷報(bào)告材料機(jī)械狀況的分子探針的用途。

錢(qián)說(shuō)：“顏色的變化是施加應(yīng)力的結(jié)果，這些應(yīng)力將機(jī)械力連接到聚合物鏈上。” “我們現(xiàn)在正在使用一種不同的排列方案(稱(chēng)為惡嗪結(jié)構(gòu))將機(jī)制分子與聚合物鏈鍵合。這種新結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)和可逆的顏色變化，因此，隨著時(shí)間的推移，顏色會(huì)迅速變化，而不是隨著聚合物的顏色而逐漸變暗。施加力，當(dāng)力消失時(shí)消失。”

包含新機(jī)制的材料可用作應(yīng)力傳感器，以使研究人員能夠在材料失效之前研究應(yīng)力對(duì)材料的影響。

Sottos說(shuō)：“快速的響應(yīng)和可逆性將使工程師能夠更好地監(jiān)視，快速檢測(cè)并快速響應(yīng)實(shí)驗(yàn)室以及最終在現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。”

材料科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)長(zhǎng)期挑戰(zhàn)一直是在單分子水平上觀察材料的機(jī)械載荷和其他應(yīng)力。盡管這種進(jìn)步無(wú)法做到這一點(diǎn)，但摩爾說(shuō)，隨著這種新型機(jī)械力體的發(fā)展，其目標(biāo)越來(lái)越接近。

摩爾說(shuō)：“還有更多工作要做，但是這項(xiàng)進(jìn)展為人們?cè)敿?xì)了解各種材料在分子水平上的發(fā)展打開(kāi)了大門(mén)。” “例如，在生物力學(xué)領(lǐng)域，我們認(rèn)為這項(xiàng)研究是邁向更好地監(jiān)測(cè)我們的身體對(duì)細(xì)胞水平及更高水平的外力反應(yīng)方式的踏腳石。”

標(biāo)簽： 分子探針