Визуализация напряжения в пластике

Исследовательская группа во главе с профессором химии полимеров Технологического университета Хемниц и профессором химии полимеров в Технологическом университете Хемниц и доктором Майклом Вальтером, руководителем проекта кластера передовых технологий в области живых, адаптивных и энергонезависимых систем материалов (livMatS), возглавляет исследовательскую группу. Фрайбургскому университету удалось сконструировать новую молекулу красителя из области так называемых механофоров.


Благодаря этой молекуле напряжение различной величины в пластиковых компонентах можно непрерывно визуализировать по изменению цвета. Концепция таких красителей не нова, но большинство предыдущих механофоров могли только указывать на наличие или отсутствие напряжения в пластмассах. Текущее исследование теперь позволяет различать напряжения разной величины. Это дает большие преимущества, когда важно составить карту распределения напряжений в макроскопических пластиковых компонентах для постоянного контроля целостности материала. Команда исследователей сделала еще один шаг к разработке этой эффективной формы анализа деформации и повреждений, приближая ее к практическим применениям.

Результаты исследования опубликованы в журнале. 9 июля 2021 года.

Молекулярная пружина показывает силу нагрузки по цвету

Как сообщают исследователи в своей публикации, благодаря сочетанию красителя с молекулярной структурой и подходящей и, прежде всего, нехрупкой пластмассы, макроскопические силы теперь могут быть сведены к молекулярному масштабу. Эти действующие силы могут быть, например, внешним давлением или натяжением.

Таким образом, красителя «чувствует» силу, действующую внутри пластмассовых компонентов, и продолжает указывать изменения силы, увеличивая изменения цвета. Если внешняя нагрузка снимается, молекула красителя возвращается в исходное состояние. Вот почему этот краситель называют «молекулярной пружиной» – он растягивается и «пружинит» – в зависимости от внешнего напряжения.

По сравнению с существующими молекулярными переключателями, которые переносят напряжение в пластмассе путем изменения цвета, преимущества здесь явно заключаются в бесступенчатом отображении сил разной величины, а также в пружинном поведении молекулы, которое, таким образом, можно использовать снова и снова.

Лучшие механические свойства – лучшее понимание и применение демпфирования

«Это смелый шаг к непосредственной визуализации внешних остаточных напряжений пластмасс с помощью простых аналитических методов, который очень помогает в дальнейшей разработке материалов с улучшенными механическими свойствами, например, с помощью 3D-печати», – резюмирует профессор Майкл Зоммер.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments