Sonda molecular de ação rápida

Materiais que contêm moléculas de polímeros especiais podem um dia ser capazes de nos avisar quando estiverem prestes a falhar. Os pesquisadores melhoraram moléculas sensíveis à força desenvolvidas anteriormente, chamadas mecanóforos, para produzir mudança de cor reversível, rápida e vibrante quando uma força é aplicada.

A mudança de cor é o resultado do estresse aplicado às ligações que conectam os mecanóforos a uma cadeia polimérica. Os mecanóforos são ligados a cadeias de polímeros usando um esquema de arranjo chamado estrutura de oxazina. A nova estrutura permite uma mudança de cor instantânea e reversível, então, em vez de o polímero escurecer lentamente ao longo do tempo, a cor muda rapidamente quando a força é aplicada e desaparece quando a força é removida.

Os materiais que contêm os novos mecanóforos podem ser usados ​​como sensores de estresse para permitir que os pesquisadores estudem os efeitos do estresse nos materiais antes que eles falhem. A resposta rápida e a reversibilidade permitirão que os engenheiros monitorem melhor, detectem e respondam rapidamente a uma estrutura sobrecarregada no laboratório e, eventualmente, no campo.

Um desafio de longa data na ciência dos materiais tem sido fazer observações sobre carga mecânica e outras tensões em materiais no nível de molécula única. Embora esse avanço não possa fazer isso, o objetivo está mais próximo com o desenvolvimento desse novo tipo de mecanóforos. Na área de biomecânica, por exemplo, a pesquisa pode ser um trampolim para um melhor monitoramento de como nossos corpos reagem a forças externas do nível celular e além.