红光-一种变色的有机晶体

时间:2020-05-06 23:26 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

红光-一种变色的有机晶体

东京大学工业科学研究所(Institute of Industrial Science)和横滨市立大学(Yokohama City University)的研究人员推出了一种新型变色有机晶体,这种晶体在受到压力后会自动恢复到原来的形状和色调,他们将这种特性称为“超弹性变色”(superelastochromism)。这些材料可用于制造用于剪切力的传感器,以监测易受损害的位置。

可视化力的能力在许多行业中都非常有用,特别是重型制造业和运输业。例如,一种可以显示梁受力位置的变色材料对建筑公司来说是很好的选择。然而,这样的装置通常只能工作一次,而且在拉伸后需要更换。被拉伸或挤压后反弹的材料,如橡皮球,被称为弹性材料。但即使是这些物体,在承受过大压力时,也会发生永久性的形状变化,这一过程被称为塑性变形。

现在,一个团队引进了一种新的有机材料,这种材料可以在机械应力下将其发出的荧光从绿色变为红色,当这种应力消除后,荧光就会反弹回原来的形状。

第一作者Toshiki Mutai说:“我们称这个特性为‘超弹性变色’,因为颜色的变化是完全可逆的——也就是说,弹性——改变了材料中分子的排列。”

以7-氯-2-(2'-羟基苯基)咪唑[1,2-a]吡啶(7Cl)为基础,由可以两种不同构型存在的分子组成。在这两种状态下,一个氢原子与一个氧原子共价结合,只对附近的一个氮原子有微弱的吸引力。

当材料被挤压或弯曲时,分子排列就会切换到另一种构型。这种机械控制的相变改变了分子在外部紫外线光源激发下发出荧光的波长。这种变化对肉眼来说是显而易见的,因为颜色从霓虹绿变成了红橙色。

资深作者Satoshi Takamizawa说:“传感器的色彩变化是非常可取的,因为它们很容易被人们看到和理解。”“如果需要更精确的测量,光谱学可以用来量化压力的大小。”

这项工作可以帮助产生广泛的“智能”材料传感器。例如,可以用它来确定施加或消除机械应力的时间。

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