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新聞詳情

研究人員開發(fā)新方法來定制特殊的凝灰?guī)r水泥高溫抗磨熱電偶K型

來源:上海上自儀轉(zhuǎn)速表作者:上海自儀轉(zhuǎn)速表網(wǎng)址:http://www.shybdj6.net

弗里堡大學(xué)Adolphe Merkle研究所(AMI)和日本北海道大學(xué)的科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出一種技術(shù)來改變應(yīng)力指示分子的性質(zhì),這些分子可以摻入凝灰?guī)r水泥高溫抗磨熱電偶K型中,并通過光學(xué)信號(hào)對(duì)信號(hào)損傷或機(jī)械載荷過大。

    在國家能源研究生物材料研究中心開展的研究中,AMI高分子化學(xué)與材料研究所主席Christoph Weder教授及其研究小組一直在研究凝灰?guī)r水泥高溫抗磨熱電偶K型,這些灰?guī)r水泥高溫抗磨熱電偶K型在受到機(jī)械作用時(shí)會(huì)改變其顏色或熒光特性。加載。

    實(shí)現(xiàn)該操作的現(xiàn)有方法基于獨(dú)特設(shè)計(jì)的凝灰?guī)r水泥高溫抗磨熱電偶K型,其由弱化學(xué)鍵組成,當(dāng)施加的機(jī)械力超過特定閾值時(shí),所述弱化學(xué)鍵斷裂。此效果可能導(dǎo)致顏色變化或其他預(yù)定義的響應(yīng)。然而,該方法的主要缺點(diǎn)是當(dāng)暴露于熱或光時(shí),弱鍵也會(huì)破裂。由于缺乏特異性,應(yīng)力指示凝灰?guī)r水泥高溫抗磨熱電偶K型的實(shí)際用途被最小化。而且,它通常會(huì)使效果不可逆轉(zhuǎn)。

    為了解決這個(gè)問題,Weder和Yoshimitsu Sagara博士是一名日本研究員,他在AMI的Weder小組工作了兩年,然后作為助理教授加入北海道大學(xué),開發(fā)了一種新的凝灰?guī)r水泥高溫抗磨熱電偶K型,只能用機(jī)械力刺激。

    與之前的力傳導(dǎo)分子相比,沒有化學(xué)鍵斷裂。相反,新的凝灰?guī)r水泥高溫抗磨熱電偶K型具有機(jī)械互連的兩個(gè)部分。這種互連阻止了兩個(gè)部分的分離,同時(shí)仍然能夠?qū)⑺鼈兾谝黄鸹蛳嗷ヅ懦?。這種分子吸引和排斥導(dǎo)致分子的熒光從關(guān)閉轉(zhuǎn)換為開啟。

    在開放獲取期刊ACS Central Science的新版本中,Weder,Sagara和他們的同事表示,這個(gè)新想法是多功能和強(qiáng)大的。

    如所提出的,由新圖案組成的鎧裝熱電偶在沒有機(jī)械力時(shí)不發(fā)熒光,但是當(dāng)僅使用一種鎧裝熱電偶時(shí)它們變成明亮的熒光紅色,綠色或藍(lán)色,當(dāng)它們組合時(shí)它們變成白色 - 當(dāng)延長。由于沒有化學(xué)鍵斷裂,該過程也是完全可逆的。

    因此,當(dāng)新的凝灰?guī)r水泥高溫抗磨熱電偶K型被整合到彈性凝灰?guī)r水泥高溫抗磨熱電偶K型?中并且當(dāng)它被延伸時(shí),熒光被打開,并且當(dāng)力被移除并且材料收縮時(shí),關(guān)閉熒光。此外,建立熒光強(qiáng)度或亮度以與變形程度相關(guān)。

    這些材料的有前途的應(yīng)用是集成的監(jiān)視器,在部件停止工作之前傳輸視覺警告標(biāo)志,或允許工程師記錄負(fù)載部件的應(yīng)力并幫助他們更好地設(shè)計(jì)這些。此外,凝灰?guī)r水泥高溫抗磨熱電偶K型對(duì)合成材料以及生物系統(tǒng)中的應(yīng)力傳遞機(jī)制的基礎(chǔ),分子水平研究具有潛力。

    現(xiàn)在,瑞士 - 日本集團(tuán)正攜手使設(shè)計(jì)更簡單,將概念擴(kuò)展到包括改變顏色的材料,而不是熒光??梢栽跊]有任何輔助方法的情況下檢查這些圖案的響應(yīng),因此對(duì)于實(shí)際應(yīng)用將更有價(jià)值。

    該研究由日本科學(xué)技術(shù)機(jī)構(gòu)和瑞士國家研究生物啟發(fā)材料研究中心資助。