ساخت مواد تغییر رنگ دهنده برای هشدار

تصور کنید سنسورهای چاپ سه بعدی ارزان قیمتی وجود داشته باشند که رنگشان را تغییر می دهند تا به کاربر و مصرف کننده نشان دهند که چیزی بیش از حد گرم شده یا تحت فشار زیادی قرار گرفته است.

به گزارش سیناپرس، اکنون این حسگرها وجود دارند و توسط دانشمندان مؤسسه تحقیقاتی امپای (Empa) سوئیس به سرپرستی دکتر گوستاو نیستروم (Gustav Nyström) ساخته شده اند. در قلب این فناوری، ماده ای به نام هیدروکسی پروپیل سلولز (HPC) وجود دارد که در حال حاضر به عنوان یک حامل برای مواد فعال در مواردی مانند داروها و غذاها استفاده می شود.

هیدروکسی پروپیل سلولز هنگامی که با آب مخلوط می شود، کریستال های مایع را تشکیل می دهد. به لطف ریزساختار این کریستال ها، آنها فقط طول موج های خاصی از طیف نور مرئی را منعکس می کنند و باعث می شوند که هنگام مشاهده توسط چشم انسان به عنوان آن رنگ ها ظاهر شوند. همین اصل به طور طبیعی توسط بال های پروانه رنگارنگ، در میان چیزهای دیگر، استفاده می شود.

تغییر رنگ ساختاری کریستال های مایع به سادگی با تغییر دمای آنها امکان پذیر است. با در نظر گرفتن این واقعیت، دانشمندان مقدار کمی نانولوله کربنی را به مخلوط هیدروکسی پروپیل سلولز اضافه کردند و رسانایی الکتریکی آن را افزایش دادند. در نتیجه، هنگامی که ولتاژ به ماده اعمال شد، دمای آن افزایش یافته و کریستال ها بر این اساس تغییر رنگ دادند.

پس از حجیم‌ کردن مخلوط زیست ‌تخریب ‌پذیر با افزودن نانوالیاف سلولزی به آن، امکان چاپ سه‌ بعدی مواد بدون تغییر رنگ ساختاری یا رسانایی آن وجود داشت. دانشمندان تاکنون از این فناوری برای تولید یک نمایشگر عددی هفت بخش، همراه با یک سنسور فشار استفاده کرده اند که در پاسخ به جریان پیزوالکتریک تولید شده توسط تغییر شکل مکانیکی، رنگ را تغییر می دهد.

به گزارش سیناپرس، خاویر ابی (Xavier Aeby) یکی از پژوهشگران این مطالعه، گفت: آزمایشگاه ما قبلاً قطعات الکترونیکی یکبار مصرف مختلفی مانند باتری ها و حسگرها را بر اساس سلولز ساخته است ولی این اولین باری است که ما توانستیم یک صفحه نمایش مبتنی بر سلولز بسازیم.

مترجم: مهدی فلاحی پناه

منبع: Empa

No tags for this post.