Когда легкие композитные материалы используются в таких областях, как аэрокосмическая промышленность, жизненно важно знать, испытывают ли они механические нагрузки, прежде чем они выйдут из строя. Новый композит может сделать это просто за счет флуоресценции в УФ-свете.
Экспериментальный композит, созданный учеными исследовательского института Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Университета Фрибурга, состоит из ламинированных чередующихся слоев двух материалов.
Один из них - это ранее разработанный синтетический вариант перламутра. Натуральная версия перламутра, также известная как «мать жемчуга», состоит из сложенных друг на друга кирпичных пластин карбоната кальция, что придает определенным типам раковин моллюсков твердость и жесткость. Синтетическая версия исследователей также прочна, но сделана из выровненных пластин оксида алюминия, которые соединены вместе с помощью смеси эпоксидной смолы и частиц оксида титана.
Другой материал - пластиковый полимер, содержащий молекулы, известные как механофоры. Хотя они обычно имеют светло-розовый цвет при просмотре в ультрафиолетовом свете, они флуоресцируют фиолетовым, когда их растягивают.
Следовательно, если полупрозрачный композит был изогнут, полимер обнаружит этот факт, флуоресцируя фиолетовым светом в УФ-свете - это произойдет еще до образования трещин в композите. Более того, степень механического воздействия, которому он подвергается, можно объективно определить, измерив интенсивность флуоресценции. В принципе, чем больше механофоры растянуты, тем ярче они будут сиять. Последующее воздействие зеленого света заставляет их вернуться к своему розовому цвету по умолчанию.
Стоит отметить, что пока композит производился только в лабораторных масштабах. Требуются дальнейшие исследования, чтобы увидеть, можно ли расширить масштабы производственных методов для коммерческого производства.
Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале ACS Applied Materials and Interfaces.
Источник: New Atlas / ETH Zurich
