‘扭曲和闪耀’: 发展一种新型的光致发光传感器材料

压力传感器是重要工具，评价的鲁棒性材料面临较强的机械力的时候。信息研究人员刚刚在先进材料发表一篇报告照亮，当它们被纳入的材料在重型机械应力下的一种新的传感器分子。

顶部︰ 机械响应性聚合物分子被插入在短，紧紧地挤在聚氨酯聚合物单位内。底部︰ 当物理力量 （在这种情况下拉伸符号 F 所示） 应用到在激励源下聚合物 （这里紫外线），机械响应性聚合物会增加 （在这里示力） 发出的光的强度。

这种基于光的感应分子，也称为光致发光 mechanophores，并不是新的但目前可用的应用程序只是一次性使用。他们通常会涉及到一个强大的力量 — — 压缩、 扭转或拉伸为例 — — 遥感分子，改变波长和因而机械响应性聚合物的光线的颜色-中打破两个原子或不可逆转地拉分开两个分子模式之间特定的化学键。一旦这些分子从根本上改变其结构对这支部队响应，它很难返回到初始状态。 虽然这些 mechanophores 是有用的理解一个项目或一种材料的力学性能，他们做不适合反复暴露于机械应力。

为了克服这个问题，格奥尔基 · 菲洛年科博士和教授朱莉娅 Khusnutdinova 从配位化学和催化单元设计保留其属性，随着时间的推移和重复发生的机械应力下的光致发光包含。研究人员纳入一种叫做聚氨酯，广泛用于日常物品从床垫和座垫到充气船、 汽车内饰、 木工胶和甚至氨纶的常见聚合物材料的应力传感的分子。

科学家们然后拉伸增加力量，由此产生材料触发相应更明亮的光线，在紫外线的照射下。在几百毫秒，在发光强度导致增加两倍，发生了化学反应。当机械牵引停止，高分子材料和机械响应性聚合物反为其初始位置，降低光读出。这是关键，因为它允许重复申请的机械力。

聚合物材料拉伸与不断增加的武力，导致相应明亮光发射的从机械响应性聚合物 （这里在紫外光照射下，与虚假的颜色）。图显示了发出光下面守时增加强度的拉伸力，适用于聚合物。学分︰ 信息。

这个新的机械响应性聚合物是从最近发表的作品，由菲洛年科博士和教授 Khusnutdinova 复合发光。尽管其结构非常简单的化合物是极其回应对在紫外光照射下肉眼可见的颜色有直接影响的物理环境。这些分子被直接纳入聚合物材料的重复模式。

高流动性的机械响应性聚合物分子聚合物中发现要传感器性能的关键。Mechanophores 迅速放松的聚合物样品中，排放的亮度是低由于这些分子的运动，防止机械响应性聚合物发光。然而，有效地使这种物质对机械力放慢的聚合物链运动，使机械响应性聚合物来更有效地发光。

“我们的材料表明如何宏观的力量，像基本的伸展柔性钢绞线的材料，可以有效地触发微观变化一路下滑到孤立的分子，”菲洛年科博士评论说。