Sonda molecular de acción rápida

Es posible que algún día los materiales que contienen moléculas poliméricas especiales puedan advertirnos cuando están a punto de fallar. Los investigadores han mejorado moléculas sensibles a la fuerza desarrolladas previamente, llamadas mecanóforos, para producir cambios de color reversibles, rápidos y vibrantes cuando se aplica una fuerza.

El cambio de color es el resultado del estrés aplicado a los enlaces que conectan los mecanóforos a una cadena polimérica. Los mecanóforos están unidos a cadenas de polímeros mediante un esquema de disposición denominado estructura de oxazina. La nueva estructura permite un cambio de color instantáneo y reversible, por lo que en lugar de que el polímero se oscurezca lentamente con el tiempo, el color cambia rápidamente cuando se aplica la fuerza y ​​desaparece cuando se retira la fuerza.

Los materiales que contienen los nuevos mecanóforos podrían usarse como sensores de estrés para permitir a los investigadores estudiar los efectos del estrés en los materiales antes de que fallen. La respuesta rápida y la reversibilidad permitirán a los ingenieros monitorear mejor, detectar rápidamente y responder rápidamente a una estructura sobrecargada en el laboratorio y eventualmente en el campo.

Un desafío de larga data en la ciencia de los materiales ha sido hacer observaciones sobre la carga mecánica y otras tensiones en los materiales a nivel de una sola molécula. Aunque este avance no puede hacer esto, la meta está más cerca con el desarrollo de este nuevo tipo de mecanóforos. En el área de la biomecánica, por ejemplo, la investigación podría ser un trampolín hacia un mejor control de cómo nuestros cuerpos reaccionan a las fuerzas externas desde el nivel celular y más allá.