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鎧裝熱電偶

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研究人員開發新方法來定製特殊的鎧裝熱電偶

來源:www.kimmosasi.net作者:發表時間:2019-09-15 11:27:24

    弗裏堡大學Adolphe Merkle研究所(AMI)和日本北海道大學的科學家已經開發出一種技術來改變應力指示分子的性質,這些分子可以摻入鎧裝熱電偶中,並通過光學信號對信號損傷或機械載荷過大。

    在國家能源研究生物材料研究中心開展的研究中,AMI高分子化學與材料研究所主席Christoph Weder教授及其研究小組一直在研究鎧裝熱電偶,這些鎧裝熱電偶在受到機械作用時會改變其顏色或熒光特性。加載。

    實現該操作的現有方法基於獨特設計的鎧裝熱電偶,其由弱化學鍵組成,當施加的機械力超過特定閾值時,所述弱化學鍵斷裂。此效果可能導致顏色變化或其他預定義的響應。然而,該方法的主要缺點是當暴露於熱或光時,弱鍵也會破裂。由於缺乏特異性,應力指示鎧裝熱電偶的實際用途被最小化。而且,它通常會使效果不可逆轉。

    為了解決這個問題,Weder和Yoshimitsu Sagara博士是一名日本研究員,他在AMI的Weder小組工作了兩年,然後作為助理教授加入北海道大學,開發了一種新的鎧裝熱電偶,隻能用機械力刺激。

 

 

k型,鎧裝熱電偶.jpg

 

    與之前的力傳導分子相比,沒有化學鍵斷裂。相反,新的鎧裝熱電偶具有機械互連的兩個部分。這種互連阻止了兩個部分的分離,同時仍然能夠將它們吸引在一起或相互排斥。這種分子吸引和排斥導致分子的熒光從關閉轉換為開啟。

    在開放獲取期刊ACS Central Science的新版本中,Weder,Sagara和他們的同事表示,這個新想法是多功能和強大的。

    如所提出的,由新圖案組成的鎧裝熱電偶在沒有機械力時不發熒光,但是當僅使用一種鎧裝熱電偶時它們變成明亮的熒光紅色,綠色或藍色,當它們組合時它們變成白色 - 當延長。由於沒有化學鍵斷裂,該過程也是完全可逆的。

    因此,當新的鎧裝熱電偶被整合到彈性鎧裝熱電偶中並且當它被延伸時,熒光被打開,並且當力被移除並且材料收縮時,關閉熒光。此外,建立熒光強度或亮度以與變形程度相關。

    這些材料的有前途的應用是集成的監視器,在部件停止工作之前傳輸視覺警告標誌,或允許工程師記錄負載部件的應力並幫助他們更好地設計這些。此外,鎧裝熱電偶對合成材料以及生物係統中的應力傳遞機製的基礎,分子水平研究具有潛力。

    現在,瑞士 - 日本集團正攜手使設計更簡單,將概念擴展到包括改變顏色的材料,而不是熒光。可以在沒有任何輔助方法的情況下檢查這些圖案的響應,因此對於實際應用將更有價值。

    該研究由日本科學技術機構和瑞士國家研究生物啟發材料研究中心資助。

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