如果一座老化、脆弱的桥梁开始变成红色以警告结构工程师,那将多么有用? 这就是来自一支化学家和材料科学家团队的新发明的潜力,他们创造了一种在承受应力时会变成红色的塑料。
最终,这种变色聚合物可以用作从桥梁到飞机机翼的一切事物的涂层,在重要结构接近失效时提醒工程师 [ScienceNOW Daily News]。
为了制作红色预警塑料,研究人员放置了
他们在聚合物链中心放置了称为“机械分子”的小环状分子。 响应机械力,这些环会断裂,改变聚合物的颜色 [ScienceNOW Daily News]。
在 这项研究 中,发表在《自然》杂志上,首席研究员 Nancy Sottos 测试了她的团队创造的弹性塑料材料,
这种材料的拉伸程度与伸缩人偶大致相同,通过拉伸直到它断裂。 鲜艳的红色在材料断裂前几秒钟出现,表明这些分子充当了材料已受损的预警信号。 在另一项测试中,研究人员通过反复拉伸和放松这种软聚合物来模拟重复应力。“经过几个循环后,我们获得了这种材料的鲜艳变色,而没有断裂,”Sottos 说 [Science News]。
但颜色变化并非永久性,暴露在光或热下会干扰反应。 研究人员表示,这是一项概念验证实验,表明在将该技术用于实际应用之前,他们还有多远的路要走。 然而,他们忍不住猜测这种材料将如何使用
Sottos 表示,这种材料最终可用于制造包括旱冰鞋轮、油漆涂层等薄膜,甚至当出现微小变形时会变成红色的细纤维 [Science News]。
这些纤维可能被编织成登山绳和降落伞绳,这两条生命线可能会意外断裂。 除了感应应力外,研究人员表示,
机械响应材料的应用将不仅仅是一个简单的力传感器。 我们可以想象一种聚合物在承受过多应力时提供结构加固,或者一种材料在受到一定压力时释放药物 [Ars Technica]。
Sottos 也有兴趣触发塑料的自修复反应。 相关内容:80beats: 自修复涂层可以制造防刮汽车 Discoblog: 自修复飞机可在飞行中自行修复 DISCOVER: 发明:由植物油和尿液成分制成的自修复橡胶图片:D. Stevenson, A. Jerez, A. Hamilton, and D. Davis













