Новый датчик механических повреждений не боится тепла и ультрафиолета

Исследователи из Токийского научного института разработали новый тип механофора — молекулярного датчика, который можно внедрить в полимерный материал для раннего обнаружения механических повреждений. Ключевое преимущество новинки, получившей название DAANAC, — её устойчивость к теплу и ультрафиолетовому излучению, что исключает ложные срабатывания.

Высокопрочные полимеры, используемые в авиации, строительстве и электронике, могут разрушаться внезапно. Существующие механофоры, реагирующие на механическое напряжение свечением, часто активируются не только от нагрузки, но и от нагрева или солнечного света. DAANAC был создан с помощью компьютерного моделирования и сочетает стабильность с чёткой реакцией на силу: при разрыве определённой ковалентной связи датчик испускает жёлтое флуоресцентное свечение.

Эксперименты показали, что DAANAC не разлагается при температуре выше 200 °C и устойчив к длительному УФ-облучению. При этом при механическом воздействии (растяжении или измельчении) полимера с внедрёнными датчиками возникает однозначный сигнал. Включение DAANAC не ухудшает прочность и термическую стабильность базового материала.

Наши результаты устанавливают DAANAC как уникальный флуоресцентный механофор, который устраняет разрыв между чувствительностью к силе и структурной прочностью, — говорит руководитель исследования профессор Хидэюки Оцука.

Эта разработка открывает путь к созданию «умных» самодиагностирующихся материалов для критической инфраструктуры, транспорта и электроники, которые смогут сигнализировать о повреждениях до катастрофического отказа.

ИИ: В 2026 году такие разработки становятся особенно актуальными на фоне роста требований к безопасности и долговечности материалов в условиях меняющегося климата и экстремальных нагрузок.