Sonde moléculaire à action rapide

Les matériaux contenant des molécules polymères spéciales pourraient un jour nous avertir lorsqu'ils sont sur le point de tomber en panne. Les chercheurs ont amélioré des molécules sensibles à la force précédemment développées, appelées mécanophores, pour produire un changement de couleur réversible, rapide et vibrant lorsqu'une force est appliquée.

Le changement de couleur est le résultat d'une contrainte appliquée aux liaisons qui relient les mécanophores à une chaîne polymère. Les mécanophores sont liés à des chaînes polymères à l'aide d'un schéma d'arrangement appelé structure oxazine. La nouvelle structure permet un changement de couleur instantané et réversible. Ainsi, au lieu que le polymère s'assombrisse lentement avec le temps, la couleur change rapidement lorsque la force est appliquée et disparaît lorsque la force est supprimée.

Les matériaux contenant les nouveaux mécanophores pourraient être utilisés comme capteurs de contrainte pour permettre aux chercheurs d'étudier les effets de la contrainte sur les matériaux avant qu'ils ne tombent en panne. La réponse rapide et la réversibilité permettront aux ingénieurs de mieux surveiller, détecter rapidement et réagir rapidement à une structure surchargée en laboratoire et éventuellement sur le terrain.

Un défi de longue date en science des matériaux a été de faire des observations concernant la charge mécanique et d'autres contraintes dans les matériaux au niveau de la molécule unique. Bien que cette avancée ne puisse pas le faire, l'objectif est plus proche avec le développement de ce nouveau type de mécanophores. Dans le domaine de la biomécanique, par exemple, la recherche pourrait être un tremplin vers une meilleure surveillance de la façon dont notre corps réagit aux forces externes au niveau cellulaire et au-delà.