Naukowcy z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, we współpracy z zespołami z Japonii i Indii, opracowali nowatorski materiał, który reaguje na siłę i naprężenia zmianą barwy. W normalnych warunkach świeci on na zielonożółto, natomiast po obciążeniu przybiera barwę czerwoną. Co ważne – proces jest odwracalny: po dodaniu rozpuszczalnika materiał odzyskuje swój pierwotny kolor.
Według badaczy, wynalazek może znaleźć praktyczne zastosowanie m.in. w budownictwie – pozwalając monitorować kondycję konstrukcji i w porę zapobiegać ich uszkodzeniom. Wyobraźmy sobie most, którego farba zmienia kolor wraz ze wzrostem naprężeń – dzięki temu zagrożenie można wykryć, zanim dojdzie do tragedii.
Międzynarodowa współpraca i unikalne właściwości
Jak podkreśla AGH, kluczowe znaczenie miała współpraca międzynarodowa: syntezę materiału przeprowadzono w Japonii, badania spektroskopowe w Indiach. Natomiast naukowcy z Krakowa – zespół prof. Konrada Szaciłowskiego – opracowali modele teoretyczne, które wyjaśniły mechanizm działania i wyjątkową wyrazistość zmiany barwy.
Nowy związek należy do tzw. materiałów mechanochromowych – inteligentnych materiałów, które zmieniają kolor pod wpływem oddziaływań mechanicznych. Wyniki badań zostały opisane w prestiżowym czasopiśmie Journal of Luminescence.
Jak to działa?
Prof. Szaciłowski tłumaczy, że cząsteczki materiału można porównać do układu zamków i kluczy, które ściśle do siebie pasują w strukturze kryształu. W stanie nienaruszonym materiał emituje pod wpływem ultrafioletu silne zielonożółte światło. Jednak nawet niewielka siła mechaniczna powoduje przemieszczenie się cząsteczek, co prowadzi do powstania nowych oddziaływań i zmiany barwy na czerwoną.
Tania i czuła alternatywa dla elektroniki
Zaletą nowego rozwiązania jest nie tylko wysoka czułość, ale i niskie koszty. Do stworzenia czujnika wystarczy zaledwie miligram tego związku, który – jak zaznacza prof. Szaciłowski – jest stosunkowo tani. Materiał może być używany nawet jednorazowo, a jego wymiana jest szybka i prosta, co czyni go potencjalnie tańszym i praktyczniejszym niż skomplikowane czujniki elektroniczne.
Nowy materiał otwiera drogę do opracowania innowacyjnych systemów monitorowania bezpieczeństwa konstrukcji i stanowi przykład, jak współpraca międzynarodowa może prowadzić do przełomowych odkryć.
Źródło: polskieradio.pl
