Naukowcy z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie oraz z Japonii i Indii opracowali inteligentny materiał, który zmianą barwy reaguje na siłę czy naprężenia. Według autorów wynalazek mógłby przyczynić się np. do zapobiegania katastrofom budowlanym.
Jak poinformowała AGH, materiał w normalnych warunkach świeci na zielonożółto, a kiedy zostaje obciążony, zmienia kolor na czerwony. Cały proces jest odwracalny – wystarczy dodać rozpuszczalnik, a materiał wraca do pierwotnego stanu.
Wkład badaczy z AGH
Prace krakowskich naukowców miały kluczową rolę w projekcie. Zespół prof. Konrada Szaciłowskiego opracował modele teoretyczne, które pozwoliły wyjaśnić mechanizm działania materiału i zrozumieć, co sprawia, że zmiana barwy jest tak wyraźna i powtarzalna.
„To właśnie połączenie kompetencji – syntezy w Japonii, spektroskopii w Indiach i modelowania molekularnego w Polsce – sprawiło, że udało się stworzyć coś, co może mieć realny potencjał wdrożeniowy” – podała AGH w czwartkowym komunikacie.
Potencjalne zastosowania
Zdaniem naukowców materiał mógłby się przyczynić do uniknięcia niektórych katastrof budowlanych – wystarczyłoby śledzić naprężenia w strukturze budynków i odpowiednio wcześnie reagować na ich zmiany. Np. kolor farby na moście mógłby zmieniać się wraz ze zmianą naprężenia w jego strukturze.
Dotychczas – jak przekazała uczelnia – nie wprowadzono jednak rozwiązań, które pozwalałyby monitorować naprężenia w czasie rzeczywistym.
Jak to działa?
Prof. Konrad Szaciłowski wyjaśnił, w jaki sposób działa wynalazek. Związek, składający się na materiał, zawiera bardzo miękkie kryształy i nawet niewielka siła może wywołać deformację tych kryształów.
Naukowiec porównał cząstki do klucza od zamka. – Każda cząsteczka zawiera jeden zamek i dwa klucze lub odwrotnie, czyli jest zbudowana z kilku modułów, które wzajemnie do siebie pasują i są rozseparowane. W krysztale mamy taką sytuację, że „zamek” z jednej cząsteczki pasuje do „klucza” z drugiej. Dzięki temu oddziaływaniu powstaje materiał o konkretnej barwie. Dodatkowo, charakteryzuje się on silną luminescencją, a więc wzbudzony ultrafioletem emituje światło barwy zielonożółtej. Kiedy dochodzi do mechanicznego uszkodzenia kryształów, cząsteczki przesuwają się względem siebie, a oddziaływania ulegają zniszczeniu. Powstają za to inne, a ich pojawienie się sprawia, że barwa zmienia się z żółtozielonej na czerwoną – opisał profesor.
Źródło: www.naukawpolsce.pl, fot. Pexels/ CC0
