變色聚合物或可檢測顱腦損傷?
來源:peek板材供應商-恒鑫實業(yè) 作者:PEEK板材加工
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。
責任編輯:kris