Beckman研究所主管Jeffrey Moore（左），博士后研究员Hai Qian（中）和材料科学与工程系主任Nancy Sottos，带领伊利诺伊大学的研究团队开发出一种新型、响应迅速的可逆聚合物，它能够在材料即将失效时改变颜色。（图片来源： L. Brian Stauffe）
研究人员表示，未来添加在材料中的特殊聚合物分子能够在材料即将失效时发出预警。伊利诺伊大学香槟分校的工程师改进了他们以前开发的力敏分子（力敏团），新分子能够在负载作用力时迅速出现可逆且醒目的颜色变化。
由博士后研究员Hai Qian，材料科学与工程系主任Nancy Sottos教授以及Beckman高级科学与技术研究所主任Jeffrey Moore领导的这项研究发表于Chem期刊。
Moore的团队研究力敏团已经超过十年，不过之前开发的分子响应较慢。由于无法像开关那样持续反映材料的受力状态，它们难以作为理想的分子探针。
Qian表示，“颜色变化是力作用在构成力敏团的聚合物分子链上的结果。我们使用另外一种模式构建力敏团的聚合物分子链，即所谓的噁嗪结构。这种新结构能够在负载或卸载作用力时迅速产生可逆的颜色变化，克服了以前颜色变化缓慢的缺点。”
新型力敏团。左图：力卸载时（没有颜色变化），右图：力加载时（显示出粉红色）。（图片来源：视频截图）
材料中添加的新型力敏团能够用作应力传感器，有助于科研人员研究材料在失效前的应力应变状态。
Sottos表示，“新型力敏团响应迅速且颜色可逆的特性，有助于工程师在实验室或现实环境中快速探查和应对结构失效。”
螺吡喃力敏团（即传统力敏团）：左图：力卸载时（没有颜色变化），右图：力加载时（没有明显颜色变化）
（图片来源：视频截图）
一直以来，摆在材料科学面前的一大挑战便是在单分子水平观测力加载产生的效应。尽管目前的研究还做不到这点，但Moore表示，新型力敏团的研发让我们离目标又近了一步。
Moore认为，“尽管还有许多工作要做，但当前研究提供了从分子水平观测材料变化的新视角。比如在生物力学领域，当前的研究有助于从细胞甚至更微小的尺度观察人体对外力作用的反应。”
作者：Lois Yoksoulian
翻译：张宇哲
审校：董子晨曦
引进来源：伊利诺伊大学香槟分校
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