衝撃で色が変わる塗料を開発 ^{CEFR B2}

タフツ大学のSilklabが中心となる研究チームは、衝撃を受けた場所とその強さを電子センサーなしで記録できる塗料を開発しました。成果は学術誌『Advanced Science』に掲載され、フィオレンツォ・オメネットが率い、マルコ・ロ・プレスティとジュリア・グイデッティが参加しました。

塗料は赤血球ほどの大きさの微小な球状粒子を含み、各粒子は発色性ポリマー（ポリジアセチレン）の芯と、それを包む絹フィブロインの硬い殻で構成されています。機械的な応力が加わるとポリマーの化学骨格がねじれ、電子の光吸収のしかたが変わって深い青から鮮やかな赤へと変色します。絹の殻は誤作動を抑え、反応する力の閾値を調整する役割を果たします。

変色は恒久的な“地図”を作り、同じ箇所への繰り返し打撃で変色が強まります。変色の程度はニュートンに換算可能で、現在の配合は100〜770ニュートンの力を検出できます（軽いハンマーの一打から強いパンチに相当する範囲）。塗料は刷毛塗り、スプレー、ドロップキャストで紙、プラスチック、木材、金属、曲面や柔軟な物体に膜を形成し、電子機器を必要としないため軽量で安価、量産しやすい点も利点です。

想定される用途は、フットボール用ヘルメットの脳振盪監視、出荷荷物の取り扱い履歴記録、歩行解析用の中敷き、航空力学の表面研究、軍事や産業での爆風被曝評価などです。研究チームはドラマーのテリー・ライン・カーリントンと協力し、ドラムヘッドに塗料を塗って即興演奏を記録し、抽象的な視覚地図を作る実験も行いました。これらの地図は狙いや技術向上の訓練に役立つ可能性があります。