探索分光色度仪如何帮助机械变色聚合物发挥潜能

偶尔，新的创新会提醒我们色彩技术的非凡潜力。最近，宾夕法尼亚大学的一组研究人员就开发出了一种动态新材料，当受到一定程度的外力撞击时，这种材料就会产生颜色变化。通过将机械变色（在机械刺激下改变颜色的能力）应用到防护头盔上，这种会变色的材料可以立即检测到可能的伤害，并提醒使用者寻求治疗。在人们高度关注业余和职业体育运动、格斗和其他危险活动造成的头部外伤的时候，这种机械变色现象的创新应用为早期干预提供了新的可能性，最终可以挽救生命。

向更智能的聚合物迈进

由化学家Shu Yang 领导的研究人员最初利用全息光刻技术制造出颜色随形状变化的光子晶体，从而建立了一个随撞击而变色的工作模型。然而，这只是第一步；由于全息光刻法成本高昂，他们随后利用该模型推断出了更经济可行的生产方法。进一步的研究导致了聚合物基材料的诞生，这种材料可以模仿光子晶体的行为，而成本却大大降低。

首先，他们将聚合物模塑成与光子晶体类似的结构。模具由不同大小的二氧化硅颗粒混合而成。然后，晶体组装成所需的图案。他们加热模具中的聚合物，使其凝固，然后去除二氧化硅，形成倒置的聚合物晶体。

颜色变化的特定性质可以测量碰撞的力，在特定的力量下产生明显的、可重复的色度变化。例如：有一次，当他们对聚合物晶体施加 30 mN的力时，颜色从红色变为绿色。这相当于一辆时速 80 英里的轿车撞上砖墙。而 90 mN的力量则类似于一辆疾驰的卡车撞上同一面墙，使聚合物晶体变成紫色。

要量化撞击力与脑损伤之间的关系，并使材料充分发挥功能，还必须进行更多的研究。如果能够完全实现机械变色警报系统，那么保护运动员、冒险家和危险职业工人的能力将真正发生革命性的变化。

拓展机械变色的潜力

机械变色聚合物的可能性并不只是理论上的，这些非凡的材料已经被广泛应用于各种旨在改善健康和安全的领域。将机械变色聚合物集成到容易磨损的物体中，可以让用户轻松评估是否需要更换。例如，智能结构研究所（Smart Structures Research Institute）开发了一种攀岩绳索，它可以通知用户，绳索所承受的压力水平已经使其无法继续安全使用；航空航天业的研究人员也使用这些非凡的材料来检测即将发生的设备故障。目前正在对无数其他应用进行研究，这些应用将改变我们的生活、工作和娱乐方式。

高级别的色彩质量控制

未来几年，随着各行各业的参与者认识到智能材料的潜力，有必要开发更加多样化的机械变色聚合物，以满足需求。当这些精密塑料用于关键的健康和安全用途时，颜色的一致性、准确性和可预测性对于确保更佳功能是很必要的。在研究人员和制造商寻求开发新的机械变色材料（包括染料型和结构型材料）时，分光光度法的精密色彩测量能力为他们提供了宝贵的分析工具。通过客观量化色度数据，分光色度仪可精确观察特定刺激下的颜色行为，为您提供所需的信息，帮助您深思熟虑地定制聚合物设计、染料配方和使用说明。光谱分析的强大功能为您提供了前所未有的色彩管理能力，使机械变色聚合物的美学质量和功能性达到最高水平，真正释放这些令人兴奋的材料的潜力。

60 多年来，HunterLab 一直是颜色测量领域的先驱。我们的创新型分光色度仪器可为您提供终极的色彩质量保证，从而促进研究、开发和制造，无论是使用传统材料还是尖端材料。我们拥有完整的便携式、台式和在线仪器供您选择，为您提供实现理想所需的工具。请联系我们，进一步了解我们的分光色度仪、出色的软件包和世界一流的客户支持服务。

本文源自：www.hunterlab.com

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