Corantes que mudam de cor Visualize estresse em plásticos

Uma equipe de pesquisa construiu uma nova molécula de corante da área de mecanóforos. Graças a esta molécula, tensões de diferentes magnitudes em componentes plásticos podem ser visualizadas continuamente por mudanças de cor.

O conceito de tais corantes não é novo, mas a maioria dos mecanóforos anteriores eram capazes de indicar apenas a presença ou ausência de estresse em plásticos. A nova molécula permite a diferenciação entre tensões de diferentes magnitudes. Isso é importante para mapear as distribuições de tensão em componentes plásticos macroscópicos para monitorar a integridade do material em todos os momentos. A equipe está desenvolvendo essa forma de análise de deformações e danos, aproximando-a de aplicações práticas.

Ao combinar um corante projetado molecularmente com um plástico adequado e não quebradiço, as forças macroscópicas podem agora ser reduzidas à escala molecular. Essas forças atuantes podem ser, por exemplo, pressão externa ou tensão. A molécula de corante, portanto, “sente” a força agindo dentro dos componentes plásticos e continua a indicar mudanças na força aumentando as mudanças na cor. Se a carga externa for retirada, a molécula do corante retorna ao seu estado original – uma mola molecular que se estica e salta, dependendo da tensão externa.

Em comparação com os interruptores moleculares existentes que traduzem o estresse em plásticos mudando de cor, as vantagens da nova tecnologia estão no mapeamento contínuo de forças de diferentes magnitudes, bem como no comportamento de mola da molécula, que pode ser usado repetidamente.

A tecnologia também pode permitir uma compreensão mais fundamental das propriedades de amortecimento de materiais sintéticos e sistemas naturais. Por exemplo, há frutas grandes e pesadas que caem de árvores de grandes alturas, mas permanecem intactas. A natureza serve de modelo aqui e as molas moleculares podem ajudar a entender e imitar melhor tais sistemas. Os esforços futuros, portanto, se concentrarão na adaptação de molas de força molecular para uso em vários plásticos.