科学家研发全新聚合物 在受到压力时使用“哑铃
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如果人们能够知道材料受到压力,那么在发生灾难性故障之前可以对其进行更改将是非常有用的。一种新的聚合物被设计用于提供这样的警告,因为其在被拉伸时会发光。

首先,科学家们先前已开发出可响应机械应力而改变其光学性质的聚合物。但一般来说,这种变化是由材料内分子键的断裂引发的,所以它只能发生一次。另外,这些键也可以被诸如热和光的刺激破坏,导致错误警报。

考虑到这些局限性,瑞士弗里堡大学和日本北海道大学的研究人员开发出了发光聚合物。这是一种聚氨酯,其含有一种轮烷分子结构 - 这意味着它由长哑铃状分子组成,其上有称为大环的螺纹环形荧光分子。

只要聚合物处于松弛状态,大环化合物就会聚集在一起,与“哑铃”中间的“猝灭剂”分子相邻。那些淬灭剂使大环化合物不发荧光。

然而,一旦聚合物(以及“哑铃”)被拉伸,大环被拉开并远离淬灭剂,使它们在紫外光下发荧光。材料拉伸越多,它们发出的光越亮,一旦拉伸松弛,它们就会再次变暗。该过程可以无限期重复。

通过改变所用的大环化合物的类型,可以使聚合物发出蓝色、绿色或橙色的荧光(如上图所示)。通过组合它们也可以产生白色光。

该研究由北海道大学的Yoshimitsu Sagara和弗里堡大学的Christoph Weder领导,在最近发表在《ACS Central Science》杂志上的一篇论文中有所描述。

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