(a) Istantanee di cinghie funzionalizzate con SP in otto settimane di esposizione ai raggi UV. (b) Evoluzione temporale del colore delle fettucce rappresentato nello spazio colore CIE 1976. Il riquadro è una vista ingrandita e le frecce tratteggiate nere indicano la direzione dell'evoluzione del colore. Credito:Journal of Applied Physics (2022). DOI:10.1063/5.0093641
Le strutture delle cinghie, dai sottogola e materiale per paracadute agli habitat spaziali, sono ampiamente utilizzate nei sistemi di ingegneria come componenti portanti. Sono spesso soggetti a un'irradiazione di luce ultravioletta (UV) estesa, che può comprometterne l'integrità e ridurne la resistenza meccanica. Nonostante i progressi tecnologici nel monitoraggio della salute strutturale, le tecniche di rilevamento UV a lungo termine per le cinghie rimangono sottosviluppate.
In questa ricerca i ricercatori hanno esplorato una soluzione allettante:una fettuccia di nylon fotocromatica che, poiché comprende polimeri funzionalizzati spiropyran (SP), dimostra variazioni di colore in risposta a un'esposizione UV prolungata con variazioni di colore controllate su più scale temporali che favoriscono il rilevamento UV .
Il team ha sviluppato un modello matematico basato sulla fotochimica per interpretare le osservazioni sperimentali, svelando il fenomeno fotocromatico come un processo fotochimico multifase e multiscala che coinvolge diverse specie chimiche e offre la base per l'inferenza del colore della tessitura
Nella loro ricerca pubblicata nel Journal of Applied Physics , il team ha scoperto che il tasso di decadimento del colore delle cinghie ha dimostrato una dipendenza dalla concentrazione iniziale del colorante SP. I nastri con la concentrazione di colorante più bassa hanno mantenuto la sensibilità per quattro settimane, mentre alla concentrazione di colorante più alta hanno mostrato capacità di rilevamento dopo otto settimane. Pertanto la concentrazione del colorante potrebbe essere personalizzata per soddisfare la durata delle applicazioni mirate.
La tessitura fotocromatica proposta e il modello matematico basato sulla fotochimica potrebbero informare i futuri progetti di strutture sensibili ai raggi UV che mantengono la sensibilità in settimane di esposizione continua ai raggi UV alla luce solare. + Esplora ulteriormente
