Los tintes que cambian de color visualizan el estrés en los plásticos

Un equipo de investigación construyó una nueva molécula de colorante a partir del área de los mecanóforos. Gracias a esta molécula, el estrés de diferentes magnitudes en los componentes plásticos se puede visualizar de forma continua mediante cambios de color.

El concepto de tales tintes no es nuevo, pero la mayoría de los mecanóforos anteriores solo podían indicar la presencia o ausencia de tensión en los plásticos. La nueva molécula permite la diferenciación entre tensiones de diferentes magnitudes. Esto es importante para mapear distribuciones de tensión en componentes plásticos macroscópicos para monitorear la integridad del material en todo momento. El equipo está desarrollando esta forma de análisis de deformaciones y daños, acercándola a las aplicaciones prácticas.

Al combinar un tinte diseñado molecularmente con un plástico adecuado y no quebradizo, las fuerzas macroscópicas ahora pueden reducirse a la escala molecular. Estas fuerzas actuantes pueden ser, por ejemplo, presiones o tensiones externas. La molécula de colorante “siente” la fuerza que actúa dentro de los componentes plásticos y continúa indicando cambios en la fuerza aumentando los cambios de color. Si se retira la carga externa, la molécula de tinte vuelve a su estado original:un resorte molecular que se estira y salta, según la tensión externa.

En comparación con los interruptores moleculares existentes que traducen la tensión en los plásticos cambiando de color, las ventajas de la nueva tecnología radican en el mapeo continuo de fuerzas de diferentes magnitudes, así como en el comportamiento de resorte de la molécula, que se puede usar una y otra vez.

La tecnología también podría permitir una comprensión más fundamental de las propiedades de amortiguación de los materiales sintéticos y los sistemas naturales. Por ejemplo, hay frutos grandes y pesados ​​que caen de los árboles desde grandes alturas pero no se dañan. La naturaleza sirve aquí como modelo y los resortes moleculares podrían ayudar a comprender e imitar mejor tales sistemas. Por lo tanto, los esfuerzos futuros se centrarán en adaptar los resortes de fuerza molecular para su uso en varios plásticos.