變色聚合物或可檢測顱腦損傷？

為了立即檢測顱腦損傷，一個研究團隊已開發(fā)出一種基于聚合物的材料，根據(jù)外力沖擊程度會改變顏色。這個團隊的目標是有一天這種材料能夠用于防護安全帽中，顱腦受傷程度就會一目了然。一般情況下很難判斷一個人的顱腦是否有受傷，因此士兵和運動員可能仍不知就里地做著一些不合適的活動，導致傷害加劇。

但一種對力量敏感、會變色的材料就能阻止二次傷害，Shu Yang博士說道。“如果力量足夠大，你可以很容易地感覺到，然后你可以立刻就醫(yī)。”她解釋道。以Yang為首的這支團隊來自賓夕法尼亞州大學，他們采用全息光刻創(chuàng)造出了光子晶體，經(jīng)過精心的結構設計，使它們具備特殊的顏色，就像澳寶石一樣。在外力的作用下，晶體改變內部結構，進而變形，顏色也隨之改變。這種材料不需要電源就能檢測外力，而且很輕，因此很適合醫(yī)務人員在現(xiàn)場判斷破壞性力量，無需借助其他昂貴的工具。但是，Yang同時指出，制造這種晶體的成本較高，不適合量產(chǎn)。因此這個團隊轉向自我組合和聚合物材料，相比原先的全息光刻方法成本大幅下降，可實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。

第一步就是改變聚合物的結構，塑造成與光子晶體類似。在制造模具時，研究人員將大小不一的硅石微粒混合在一起，使它們自我組合成所需晶體。他們加熱聚合物，滲澆到模具中，讓它固化，然后移除硅石模具，留下倒轉的聚合物晶體。研究人員將不同程度的外力作用于晶體，并記錄顏色變化。結果鼓舞人心。“在不同外力作用下，顏色會持續(xù)改變，”Yang說道。比如，在30mN外力作用下——接近汽車以80英里/小時的速度撞入墻中——晶體的顏色由紅色變?yōu)榫G色。在90mN的外力作用下——相當于高速行駛的卡車撞入墻中——聚合物顏色變成紫色。“這樣的力量剛好會導致爆發(fā)性損傷或者腦震蕩。”Yang說道。

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