Полимерные пленки меняют цвет при растяжении и сжатии

Исследователи Японского НИИ National Institute of Advanced Industrial Science and Technology – AIST) создали полимерные пленки, каковые мгновенно и обратимо изменяют цвет в ответ на приложенные к ним механические напряжения.

Полимерные материалы, каковые изменяют цвет как отклик на разные внешние действия- такие, как тепловое поле, электрическое поле, магнитное поле, довольно давно и легендарныи используются в датчиках и различных дисплеях. Но, полимерных материалов, каковые изменяют собственный цвет под действием механических сил, существует не большое количество. В случае если такие материалы смогут быть использованы на практике, то механические действия смогут быть визуализированы легко и недорого.

К примеру, применение аналогичных материалов в сенсорах сил напряжения, может наглядно демонстрировать страшные места соединений либо конструкций трансформацией цвета, определяя это страшное место по напряженности структуры в данном месте.

Рис.1. Цвета полимерной пленки до и по окончании натяжения/сжатия

Потому, что полиацетилен нестабилен в воздухе, его применение на практике очень сильно осложнено. Однако, как мы знаем, что полиацетилены с замещенными группами ведут себя стабильно в воздушной среде и пригодны для практических применений, к примеру, для того чтобы из растворов. Японские ученые в AIST в далеком прошлом исследуютразных видов замещенных полиэтиленов, их физических и оптических черт.

Полимеризация ацетилена с замещенной фениловой группой в присутствии катализатора дает возможность приобрести полимер в котором структура главной цепочки имеет форму спирали (рис.2). Узкая пленка для того чтобы полимера была изготовлена спин-напылением из раствора хлороформа на бесцветную эластичную подложку. Итоговый цвет взятой пленки замещенного полиацетилена был желтым.

При растяжении пленки, молекулы замещенного полиацетилена ориентируются на протяжении направления приложения растягивающего напряжения. Предстоящее растяжение приводило к трансформации цвета с желтого на красный. Измерения спектра поглощения в ультрафиолетовом и видимом диапазоне спектра продемонстрировали смещение максимума поглощения с 500 на 600 нм.

При снятии нагрузки, происходит полный возврат и сжатие плёнки цвета пленки к желтому, и, соответственно спектра поглощения к изначальному.

Рис.2. Химическая формула полимера, изменяющего цвет

Изменение цвета пленки происходит фактически мгновенно при приложении нагрузки либо снятии ее. Трансформации цвета при механических действиях исследовались на многократную повторяемость и дали хорошие результаты. Дополнительным результатом есть то, что изменение цвета зависит не от трансформации площади материала, а от приложенного натяжения.

Не обращая внимания на то, что механизм трансформации цвета пока не до конца понятен, однако японские исследователи предполагают, что он связан с трансформациями в длине молекул полимера в главной цепочке, происходящими при приложении растягивающих либо сжимающих сил.

Опыты с пленками вторых видов замещенных полиацетиленов кроме этого были успешными – удалось взять и мгновенное изменение цвета при снятии и приложении нагрузок, обратимость этих трансформаций и многократную их повторяемость.

Евгений Биргер

Случайные записи:

• В микросхемах будут сходить лавины
• Премия rusnanoprize присуждена профессору чаду миркину за создание сферических нуклеиновых кислот

Правило знаков при растяжении и сжатии

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Хамелеон меняет цвет, чтобы быть заметнее

  Как продемонстрировали последние изучения австралийских и южно-африканских биологов, изменение окраски помогает хамелеону не для спасения от хищников, а…

• Получение прозрачных проводящих графеновых пленок методом распыления

  Группе южнокорейских исследователей из University of Uslan удалось значительно упростить процедуру синтеза графеновых пленок. Практически сразу после…

• Тончайшие пленки — очередной апгрейд современной электроники

  Не обращая внимания на постоянную миниатюризацию современных интегральных микросхем – компания Intel на протяжении конференции ISSCC поведала публике о…

• Графеновые пленки позволят создать гибкую электронику

  Доктор наук Бьюн Хе Хонг (Byung Hee Hong) из Передового университета нанотехнологий при Сункьюнкванском университете (Sungkyunkwan University) и врач…