Исследователи создали материал для лямок с цветовым кодом для защиты от вредных ультрафиолетовых лучей

Тканевые конструкции — от подбородочных ремней и парашютного а до космических жилищ — широко используются в инженерных системах в качестве несущих компонентов. Они часто подвергаются длительному облучению ультрафиолетовым (УФ) светом, что может повлиять на их целостность и снизить их механическую прочность. Несмотря на технологические достижения в области мониторинга состояния конструкций, долгосрочные методы УФ-зондирования лямок остаются недостаточно разработанными.


Новое исследование под руководством Маурицио Порфири, профессора Института машиностроения и аэрокосмической инженерии, биомедицинской инженерии, гражданского и городского строительства и нового директора Центра городской науки и прогресса Нью-Йоркского университета (CUSP) в Инженерной школе Тандона Нью-Йоркского университета, проливает свет. на заманчивом решении: фотохромная нейлоновая тесьма, которая, поскольку она содержит полимеры, функционализированные спиропираном (SP), демонстрирует изменение цвета в ответ на длительное воздействие УФ-излучения с контролируемым изменением цвета в нескольких временных масштабах, что способствует восприятию УФ-излучения.

Команда, в которую входили Пэн Чжан, бывший исследователь группы Порфири, а ныне преподаватель Технологического института Теннесси, и Джон Оганян, научный сотрудник Luna Innovations, разработали математическую модель, основанную на фотохимии, для интерпретации экспериментальных наблюдений, раскрывая фотохромное явление как многофакторное явление. поэтапный фотохимический процесс с несколькими временными масштабами, в котором участвуют несколько химических соединений, дающий основу для вывода о цвете паутины. Статья «Фотохромные нейлоновые лямки, функционализированные спиропираном, для долговременного восприятия ультрафиолетового света» представлена ​​на обложке журнала. Журнал прикладной физики.

В своем исследовании исследователи обнаружили, что скорость выцветания лямок зависит от начальной концентрации красителя SP. Ленты с самой низкой концентрацией красителя сохраняли чувствительность в течение четырех недель, тогда как с самой высокой концентрацией красителя они проявляли способность к восприятию через восемь недель. Таким образом, концентрацию красителя можно настроить так, чтобы она соответствовала сроку службы целевых приложений.

Предложенная фотохромная паутина и математическая модель, основанная на фотохимии, могут дать информацию о будущих конструкциях чувствительных к ультрафиолетовому излучению структур, которые сохранят чувствительность в течение нескольких недель непрерывного воздействия ультрафиолетового излучения солнечного света.

Работа была поддержана ВМС США.