Sonda Mecanoquímica de Respuesta Rápida para Alerta Temprana de Fallo Estructural

Los materiales que contienen moléculas poliméricas especiales podrían algún día advertirnos cuando están a punto de fallar. Los investigadores han mejorado moléculas sensibles a la fuerza desarrolladas anteriormente, llamadas mecanóforos, para producir un cambio de color reversible, rápido y vibrante 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 poliméricas usando un esquema de disposición llamado estructura oxima. 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 elimina 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 velozmente a una estructura sobreesforzada en el laboratorio y eventualmente en el campo.

Un desafío de larga data en la ciencia de materiales ha sido hacer observaciones sobre carga mecánica y otros esfuerzos en materiales a nivel de molécula individual. 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 monitoreo de cómo nuestros cuerpos reaccionan a fuerzas externas desde el nivel celular y más allá.