I ricercatori dell'Università di Nagoya, nel Giappone centrale, hanno pubblicato uno studio sul Journal of Materials Chemistry C su un materiale sensibile alla pressione, noto come fluorenilidene-acridano (FA). La loro ricerca ha potenziali applicazioni per le tecnologie relative ai dispositivi di rilevamento, registrazione e visualizzazione della pressione.

I materiali meccanocromici cambiano colore in risposta a stimoli esterni, come la pressione meccanica. Tuttavia, la ricerca precedente sul meccanocromismo si limitava a rapporti qualitativi, ad esempio se il colore cambiava. Finora mancava l'analisi quantitativa.

Per descrivere quantitativamente il cambiamento di colore, un gruppo di ricerca guidato dal professor Yutaka Matsuo, presso il Dipartimento di Ingegneria dei Sistemi Chimici, Graduate School of Engineering, Università di Nagoya, ha analizzato la FA, un tipo di materiale meccanocromico. Conducendo diversi test su materiali contenenti AF, hanno scoperto che cambiava colore da giallo a verde scuro quando veniva toccato. Ma, a differenza di altri materiali meccanocromici, invece di cambiare colore emettendo luce, ha cambiato colore assorbendola. Questo lo rende unico.

In precedenza, il comportamento meccanocromico dell'AF veniva solitamente osservato sotto forma di potenza. Tuttavia, per il loro studio attuale, il team di ricerca ha prima fabbricato un film sottile di FA, che ha permesso loro di implementare le misurazioni successive. Successivamente, per quantificare i cambiamenti di colore, i ricercatori hanno applicato tecniche di misurazione chiamate spettroscopia a riflettanza diffusa ultravioletta-visibile (UV-vis).

Inoltre, per misurare indirettamente i cambiamenti strutturali dell'AF, hanno utilizzato la microscopia a forza di Kelvin. L'aumento della pressione meccanica ha gradualmente cambiato il colore da giallo a verde. Inoltre, maggiore è la pressione applicata, più cambia la struttura dell'AF. Questi dati hanno chiarito la relazione quantitativa tra la quantità di pressione meccanica e l'entità del cambiamento di colore di un materiale contenente FA. Questo è il primo rapporto di FA che utilizza dati quantitativi.

Le misurazioni dei ricercatori hanno anche rivelato che l'AF ha un'elevata risoluzione spaziale. La pellicola FA ha rilevato la pressione applicata su una larghezza di appena 50 nanometri, rendendo la risoluzione spaziale 1000 volte migliore rispetto ad altre pellicole di rilevamento della pressione disponibili in commercio. Inoltre, se trattata con etanolo, il colore della pellicola tornava al giallo.

Questo è importante perché per invertire il cambiamento di colore, studi precedenti avevano utilizzato solo solventi forti, come il cloroformio. Ma ora soluzioni ampiamente disponibili come l'alcol possono essere utilizzate con questa tecnologia.

La misurazione quantitativa di FA apre molte possibilità per tecnologie come l'archiviazione su disco. "I dispositivi a disco ottico, come CD e DVD, utilizzano la luce laser per scrivere i dati", ha affermato il professor Matsuo. "Potremmo utilizzare i cambiamenti di colore dopo la pressione meccanica per memorizzare le informazioni", ha continuato.

Inoltre, le tecniche di misurazione per FA di questo studio possono applicarsi ad altri tipi di materiali meccanocromici oltre a FA. Ciò significa che questo studio potrebbe anche contribuire alla ricerca futura nella tecnologia di rilevamento della pressione.

Infine, il colore può dirci se una superficie del materiale è stata toccata e se è stata successivamente pulita con alcol. Ciò potrebbe avere implicazioni per mantenere pulite le superfici. È ora possibile immaginare, ad esempio, un futuro tavolo che cambia colore quando viene toccato e poi pulito, una tecnologia che sarebbe preziosa in un ospedale o in un altro ambiente che cerca di prevenire la trasmissione di virus per contatto con superfici contaminate. + Esplora ulteriormente

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