Un equipo de investigación dirigido por Michael Sommer, doctor de la Cátedra de Química de Polímeros en la Universidad de Tecnología de Chemnitz, y el doctor Michael Walter, líder del proyecto en el Cluster Of Excellence Living, Adaptive, and Energy-Autonomous Materials Systems (livMatS) en la Universidad de Friburgo, ha logrado construir una nueva molécula de tinte construida para visualizar el estrés en los plásticos.
Gracias a esta molécula, el estrés de diferente magnitud en los componentes plásticos se puede visualizar de forma continua mediante cambios de color.
Aunque el concepto de tintes que permiten visualizar el estrés en plásticos no es nuevo, la mayoría de los mecanóforos anteriores solo podían indicar la presencia o ausencia de estrés en los plásticos. La investigación actual permite ahora diferenciar entre tensiones de diferente magnitud.
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De esta forma, se pueden mapear las distribuciones de tensión en los componentes plásticos macroscópicos para monitorear la integridad del material en todo momento. El equipo de investigación ha dado un paso más en el desarrollo de esta forma eficaz de análisis de deformaciones y daños, acercándola a aplicaciones prácticas.
Los resultados del estudio se publicaron en la revista Nature Communications el 9 de julio de 2021. En este reporte se destaca que el resorte molecular muestra la fuerza de la carga en términos de color.
Al combinar un tinte de diseño molecular con un plástico adecuado y, sobre todo, no quebradizo, las fuerzas macroscópicas ahora se pueden reducir a la escala molecular. Estas fuerzas de actuación pueden ser, por ejemplo, presión o tensión externa.
Por tanto, la molécula de tinte «siente» la fuerza que actúa dentro de los componentes plásticos y continúa indicando cambios de fuerza al aumentar los cambios de color. Si se quita la carga externa, la molécula de tinte vuelve a su estado original. Es por eso que este tinte se denomina un «resorte molecular» – se estira y «salta» – dependiendo de la tensión externa.
Cabe destacar que en comparación con los interruptores moleculares existentes que traducen la tensión en los plásticos al cambiar de color, las ventajas del nuevo método radican claramente en el mapeo continuo de fuerzas de diferentes magnitudes, así como en el comportamiento de resorte de la molécula, que por lo tanto se puede usar una y otra vez.
