Совсем не ультрафиолетово. Ученые нашли средство от выгорания на солнце

Различные плетеные конструкции, к коим можно отнести как подбородочные ленты и парашютные стропы, так и изделия для работы в космосе, в инженерных системах частенько используются в качестве несущих компонентов.

Эти материалы подвержены длительному ультрафиолетовому облучению, из-за чего снижается их прочность и нарушается целостность. Хотя в области мониторинга состояния различных конструкций сделано немало, пока не созданы достаточно совершенные техники измерения длительного влияния ультрафиолета на плетеные детали. Как, спрашивается, вовремя понять, что деталь следует заменить, что она уже непригодна и может привести к катастрофе?

И вот теперь ученые, кажется, нашли отличное решение. Новое исследование провели под руководством профессора Маурицио Порфири из Института машиностроения и аэрокосмической техники. Исследователи предложили использовать фотохромную нейлоновую тесьму, которая состоит из спиропирановых функционализированных полимеров, и потому меняет цвет, если находится под длительным воздействием ультрафиолета. Более того, волокна настолько чувствительны к ультрафиолету, что цвет меняется не один раз, и зависит это от продолжительности воздействия.

Для интерпретации экспериментальных наблюдений ученые разработали математическую модель на основе фотохимии. Фотохромный феномен раскрылся как многоступенчатый и многомасштабный фотохимический процесс с участием множества химических компонентов.

Результаты опубликованы в издании Journal of Applied Physics.

В процессе работы исследователи обнаружили, что скорость распада цвета полотна зависит от начальной концентрации красителя спиропирановых волокон. Тесемки с самой низкой концентрацией красителя сохраняли чувствительность в течение четырех недель, а при самой высокой концентрации — до восьми недель. Таким образом, можно подбирать нужную концентрацию красителя, чтобы функциональные возможности соответствовали планируемому сроку службы.

Предложенные фотохромные плетеные конструкции и математическая модель на основе фотохимии могут стать основой для будущей разработки УФ-чувствительных изделий, которые сохраняют чувствительность в течение нескольких недель непрерывного воздействия ультрафиолета. 

В том же космосе весьма пригодится такая тесьма.

Кстати, ученые провели исследование при поддержке ВМС США.

16.08.2022