Учёные из Silklab Университета Тафтса во главе с Фиоренцо Оменетто, при участии ассистент‑профессоров Марко Ло Прести и Джулии Гвидетти, представили краску‑покрытие, которое без электронной начинки визуально фиксирует место и величину механического удара. Статья опубликована в журнале Advanced Science.
Покрытие состоит из микросфер примерно размера человеческой кровяной клетки. В каждой сфере находится сердечник из полидиацетилена — полимера, способного менять цвет при механическом напряжении — и более твёрдая оболочка из белка фиброина шёлка. Под нагрузкой химический остов полимера скручивается, что изменяет распределение электронов и, как следствие, спектр поглощения света; это объясняет переход от тёмно‑синего к ярко‑красному.
После воздействия цвет остаётся, формируя постоянную карту ударов; повторные попадания усиливают заметность изменения. Шёлковая оболочка уменьшает ложные срабатывания и может быть настроена на разные пороги чувствительности. По степени изменения окраски можно судить о силе и перевести её в ньютоны; текущая формула обнаруживает силы в диапазоне от 100 до 770 ньютонов.
Краску наносят кистью, распылителем или каплями, получая плёнки на бумаге, пластике, дереве, металле и гибких или изогнутых поверхностях. Отсутствие электроники делает покрытие лёгким, недорогим и удобным для масштабирования. Возможные применения: шлемы для мониторинга сотрясений, учёт истории посылок, стельки для анализа походки, аэродинамические тесты и оценка воздействия взрывов. Команда также работала с Терри Лайн Каррингтон; узоры ударов на мембранах барабанов могут помочь в обучении точности и технике.
Сложные слова
- покрытие — тонкий слой материала на поверхности
- микросфера — очень маленькая шарообразная частица в материалемикросфер
- полидиацетилен — полимер, меняющий цвет при механическом напряженииполидиацетилена
- фиброин — структурный белок шёлка, образует прочные нитифиброина
- спектр — разложение света по длинам волн
- поглощение — впитывание или удержание энергии светомпоглощения
- порог — минимальная величина для срабатывания системыпороги
- масштабирование — процесс увеличения объёма производства или применениямасштабирования
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- Какие из перечисленных в статье применений покрытия кажутся наиболее полезными и почему?
- Какие преимущества и возможные ограничения вы видите у покрытия без электроники по сравнению с электронными датчиками?
- В каких дополнительных областях, помимо перечисленных в тексте, можно использовать постоянную карту ударов?
