تغییر رنگ مواد الاستیک در مقابل اشعه UV

محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی طیفی از ژل‌های الاستیک نرم را تهیه کرده‌اند که در معرض اشعه ماورای بنفش، تغییر رنگ می‌دهند. زمانی که نور UV حذف شود یا ماده گرم شود این تغییر رنگ از بین می‌رود.

ژل با یک نوع ترکیب فوتوکرومیک¹ به نام اسپیروپیران² آغشته شده است. این مواد زمانی که در معرض نور UV قرار گیرند تغییر رنگ می‌دهند، و رنگ آنها بسته به محیط شیمیایی اطراف ماده تغییر می‌کند.

پژوهشگران این ژل را از یک ماده سیلیکون منعطف ساخته اند، که می‌تواند به صورت شیمیایی اصلاح شود تا ترکیبات شیمیایی مختلف در ساختار آن قرار گیرد. این امکان تغییر ساختار شیمیایی ماده اجازه می‌دهد تا محققان نحوه تغییر رنگ ماده در معرض نور UV را تنظیم کنند.

دکتر گنزر، پروفسور مهندسی شیمی و بیومولکولی توضیح می‌دهد: “به عنوان مثال، اگر شما بخواهید ماده در معرض نور UV به رنگ زرد درآید، بایستی کربوکسیلیک اسید را در ساختار ژل قرار داد. برای رنگ ارغنی، شما باید از هیدروکسیل استفاده کنید. و چنانچه از هر دو این گروه‌ها استفاده شود، رنگ نارنجی بدست می‌آورید.”

ترکیبات فوتوکرومیک جدید نیستند، اما این اولین بار است که آنها در داخل یک ماده الاستیک، بدون خدشه در خاصیت ارتجاعی آن گنجانیده شده است.

بالا: تغییر ساختار ماده فوتوکرومیک در اثر تابش UV. پایین: با تابش UV ماده از حالت بی رنگ (چپ) به رنگ ارغوانی (راست) در می آید. الگوهای ستاره ای شکل نیز مشخص است.

محققان همچنین توانستند با استفاده از قالب تنها ساختار بخش هایی از ماده را تغییر دهند و الگوهایی را در آن ایجاد کنند. به عنوان مثال، استفاده از هیدروکسیل تنها در اطراف یک قالب ستاره شکل منجر به تشکیل یک ستاره زرد رنگ در معرض نور UV می‌گردد.

هنوز کاربرد خاصی برای این مواد پیشنهاد نشده است. اما با توجه به ویژگی‌های این ماده، از قبیل انعطاف پذیری، تغییر رنگ درمقابل نور UV ، بازگشت به رنگ اصلی با حذف نور، و امکان ایجاد الگو، مطمئنا کاربردهایی برای این ماده یافت خواهد شد.

نتایج این تحقیقات در مجله Soft Matter به چاپ رسیده است.