پلیمری برای ردیابی عمر مفید مصالح ساختمانی معرفی شد
بسپار/ ایران پلیمر محققان دانشگاه Okinawa پلیمر هوشمندی برای شناسایی تنش ساختند که در صورت اعمال کشش درخشنگی بیشتری دارد و امیدوار به استفاده از این پلیمر برای انداره‌گیری کارآرایی پلیمرهای سنتزی و ردگیری عمر مفید مواد مورد استفاده در مهندسی و صنعت ساختمانی هستند.
پروسه ساخت این پلیمر جدید
این پلیمر از طریق گنجاندن ترکیب مسی (ساختاری شکل گرفته از طریق پیوند دادن اتم‌های مس با ملکولهای ارگانیک شامل اتم کربن) در بین پلیمری به نام پلی‌بوتیل‌اکریلات تولید شده.
فوتولومینسانس در ترکیبات مسی
ترکیبات مسی که زنجیره‌های پلی‌بوتیل‌اکریلات را بهم متصل می کند، به صورت طبیعی وقتی در معرض نور فرابنفش قرار بگیرند، می‌درخشند. (این خاصیت تحت عنوان فوتولومینسانس شناخته می شود). اما با اعمال کشش، ترکیب مسی نور را با شدت بیشتری ساطع می کند که منجر به درخشش بیشتر می شود. به همین دلیل می توان گفت ترکیب مسی در اینجا به عنوان mechnophore (ترکیباتی که تحت نیروی مکانیکی متحمل تغییزاتی می شوند) عمل می کند.
Mechanophores مکانیزم شکست پیوند
Mechanophores های مورد استفاده برای مکانیزم شکست پیوند، محدودیت‌های زیادی دارند. دکتر Ayumu Karimata در مقاله‌ی خود در همین مورد می گوید: نیروی بسیار زیادی برای شکست پیوند شیمیایی مورد نیاز است. در نتیجه Mechanophoresها به تنش‌های کوچک حساس نیستند. همچنین شکست پیوند واکنشی یک‌طرفه و برگشت‌ناپذیر است، به همین دلیل این حسگرهای تنش تنها یکبار قابل استفاده هستند.
پلیمر جدید به سرعت و به صورت برگشت‌پذیر واکنش نشان می دهد
درمقابل ترکیب مسی جدید به تنش‌های کوچک‌تری حساس است و می‌تواند به سرعت و به صورت برگشت‌پذیر واکنش نشان دهد. در این تحقیقات که در Chemical Communication منتشر شده‌است گزارش شده است که فیلم پلیمری در پاسخ به کشیده شدن و رها شدن به سرعت روشن و خاموش می شود.
یافته‌های احتمالی با استفاده از پلیمر تشخیص تنش
تیم تحقیقاتی دریافتند که ترکیبات مسی جدید به شدت پویا بوده و به صورت مستمر درحال تغییر شکل است. اما با افزایش اندازه، انعطاف‌پذیری این ترکیبات کاهش درعین حال درخششان افزاش می‌یابد. واحد ccc براین باور است که دلیل بازده بالاتر ترکیبات بزرگتر با انعطاف کمتر در ساطع کردن نور، کاهش حرکت و درنتیجه اتلاف کمتر انرژی به صورت گرماست.
محققان همچنین دریافتند که میتوانند رابطه‌ای بین انعطاف‌پذیری ترکیبات مسی و درخشش پلیمر تشخیص دهنده‌ی تنش استخراج کنند.
Karimata در این مورد توضیح می دهد: وقتی ترکیبات مسی در بین زنجیره‌های پلیمر به عنوان اتصالات عرضی کنجانده میشود و همچنین اعمال تنش باعث کاهش انعطاف‌پذیری مولکول‌ها خواهد شد. همین امر موجب درخشش شدیدتر ترکیبات مسی می شود.
کاربردهای قابل ارائه
با وجود مسیر طولانی پیش‌رو، دکتر karimata امیدوار است تا با سازگاری پلیمرهای اکریلیکی بتوان رنگهای تشخیص دهنده‌ی تنش تولید کرد که می توانند کاربردهای بسیاری در پوشاندن سازه‌های مختلف مانند پل‌ها داشته باشد.
دکتر Karimata می‌گوید: همانطور که می‌دانیم تنش در جهت‌های متفاوتی به مواد همچنین پلیمرها وارد میشود. رنگهای حساس به تنش این اجازه را میدهند تا بتوان نقاط تمرکز تنش در مواد را تشخیص داد و مانع از تخریب سازه‌ها شد.
