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全新聚合物為何能在受到壓力時發光?

作者:訪客發布時間:2021-10-04分類:聚合物瀏覽:97


導讀:如果人們能夠知道材料受到壓力,那么在發生災難性故障之前可以對其進行更改將是非常有用的。一種新的聚合物被設計用于提供這樣的警告,因為其在被拉伸時會發光。首先,科學家們先前已開發出可...

如果人們能夠知道材料受到壓力,那么在發生災難性故障之前可以對其進行更改將是非常有用的。一種新的聚合物被設計用于提供這樣的警告,因為其在被拉伸時會發光。

首先,科學家們先前已開發出可響應機械應力而改變其光學性質的聚合物。但一般來說,這種變化是由材料內分子鍵的斷裂引發的,所以它只能發生一次。另外,這些鍵也可以被諸如熱和光的刺激破壞,導致錯誤警報。

考慮到這些局限性,瑞士弗里堡大學和日本北海道大學的研究人員開發出了發光聚合物。這是一種聚氨酯,其含有一種輪烷分子結構 - 這意味著它由長啞鈴狀分子組成,其上有稱為大環的螺紋環形熒光分子。

只要聚合物處于松弛狀態,大環化合物就會聚集在一起,與“啞鈴”中間的“猝滅劑”分子相鄰。那些淬滅劑使大環化合物不發熒光。

然而,一旦聚合物(以及“啞鈴”)被拉伸,大環被拉開并遠離淬滅劑,使它們在紫外光下發熒光。材料拉伸越多,它們發出的光越亮,一旦拉伸松弛,它們就會再次變暗。該過程可以無限期重復。

通過改變所用的大環化合物的類型,可以使聚合物發出藍色、綠色或橙色的熒光(如上圖所示)。通過組合它們也可以產生白色光。

該研究由北海道大學的Yoshimitsu Sagara和弗里堡大學的Christoph Weder領導,在最近發表在《ACS Central Science》雜志上的一篇論文中有所描述。

標簽:聚合物發光受到


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