'Twist and shine': Pengembangan material sensor photoluminescent baru

【ENG SUB】游泳先生 Mr Swimmer EP02(主演:鞠婧祎、Mike、嚴禹豪、張莎莎、胡兵、黃馨瑤) (Juni 2019).

Anonim

Sensor tegangan adalah alat yang penting ketika mengevaluasi kekuatan material yang menghadapi gaya mekanis yang kuat. Peneliti OIST baru saja menerbitkan Materi Lanjutan sebuah artikel yang melaporkan jenis molekul sensor baru yang mencerahkan ketika materi yang dimasukkan ke dalamnya berada di bawah tekanan mekanis yang berat.

Molekul penginderaan berbasis cahaya seperti itu, juga disebut mechanophores photoluminescent, bukanlah hal baru, tetapi aplikasi yang tersedia saat ini hanya sekali digunakan. Mereka biasanya akan melibatkan kekuatan yang kuat — memadatkan, memutar atau meregangkan misalnya — memecahkan ikatan kimia spesifik antara dua atom atau menarik secara ireversibel dua pola molekuler dalam molekul penginderaan, mengubah panjang gelombang - dan dengan demikian warna - dari cahaya yang dipancarkan oleh mechanophore. Begitu molekul-molekul ini berubah secara radikal strukturnya sebagai respons terhadap gaya ini, sangat sulit untuk kembali ke situasi awal. Sementara mechanophores ini berguna untuk memahami sifat-sifat mekanik dari suatu barang atau material, mereka tidak cocok dengan baik untuk paparan berulang terhadap stres mekanik.

Untuk mengatasi masalah ini, Dr. Georgy Filonenko dan Prof. Julia Khusnutdinova dari Unit Koordinasi Kimia dan Katalisis merancang sebuah mechanophore photoluminescent yang mempertahankan propertinya dari waktu ke waktu dan di bawah insiden berulang dari stres mekanik. Para peneliti memasukkan molekul penginderaan-stres ke dalam bahan polimer umum yang disebut poliuretan, yang banyak digunakan untuk barang-barang sehari-hari dari kasur dan bantal ke perahu karet, interior mobil, lem kayu dan bahkan spandeks.

Para ilmuwan kemudian meregangkan bahan yang dihasilkan dengan kekuatan yang meningkat, memicu cahaya yang berseri terang di bawah sinar ultraviolet. Reaksi terjadi dalam ratusan milidetik, menghasilkan peningkatan intensitas luminesensi hingga dua kali lipat. Ketika traksi mekanik berhenti, bahan polimer dan mekanofora mundur ke posisi semula, mengurangi pembacaan cahaya. Ini sangat penting karena memungkinkan aplikasi berulang kekuatan mekanik.

Mechanophore baru ini adalah senyawa photoluminescent dari karya yang baru-baru ini diterbitkan oleh Dr. Filonenko dan Prof. Khusnutdinova. Meskipun strukturnya sangat sederhana, senyawa ini sangat responsif terhadap lingkungan fisik yang memiliki dampak langsung pada warna yang terlihat dengan mata telanjang di bawah sinar UV. Molekul-molekul ini dimasukkan langsung dalam pola berulang dari bahan polimer.

Mobilitas tinggi molekul mechanophore dalam polimer ditemukan menjadi kunci kinerja sensor. Ketika mechanophores bergerak cepat dalam sampel polimer santai, kecerahan emisi rendah karena gerakan molekuler ini mencegah mechanophore memancarkan cahaya. Namun, menundukkan material ke kekuatan mekanik secara efektif memperlambat gerakan rantai polimer, memungkinkan mechanophore memancarkan cahaya lebih efisien.

"Materi kami menunjukkan bagaimana kekuatan makroskopik, yang mendasar seperti meregangkan untaian material yang fleksibel, dapat secara efisien memicu perubahan mikroskopis sepanjang jalan ke molekul terisolasi, " komentar Dr. Filonenko.

menu
menu