Investigadores de la Universidad de Nagoya en el centro de Japón han publicado un estudio en el Journal of Materials Chemistry C en un material sensible a la presión, conocido como fluorenilideno-acridano (FA). Su investigación tiene aplicaciones potenciales para tecnologías relacionadas con dispositivos de visualización, registro y detección de presión.

Los materiales mecanocrómicos cambian de color en respuesta a estímulos externos, como la presión mecánica. Sin embargo, la investigación previa sobre el mecanocromismo se limitó a informes cualitativos, como si el color cambió. Hasta ahora, faltaba el análisis cuantitativo.

Para describir cuantitativamente el cambio de color, un equipo de investigación dirigido por el profesor Yutaka Matsuo, del Departamento de Ingeniería de Sistemas Químicos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Nagoya, analizó FA, un tipo de material mecanocrómico. Al realizar varias pruebas en materiales que contenían FA, descubrieron que cambiaba de color de amarillo a verde oscuro cuando se tocaba. Pero, a diferencia de otros materiales mecanocrómicos, en lugar de cambiar de color emitiendo luz, cambiaba de color absorbiéndola. Esto lo hace único.

Anteriormente, el comportamiento mecanocrómico de FA generalmente se observaba en forma de energía. Sin embargo, para su estudio actual, el equipo de investigación primero fabricó una película delgada de FA, lo que les permitió implementar las mediciones posteriores. A continuación, para cuantificar los cambios de color, los investigadores aplicaron técnicas de medición denominadas espectroscopia ultravioleta-visible (UV-vis) de reflectancia difusa.

Además, para medir indirectamente los cambios estructurales de la FA, utilizaron microscopía de fuerza de Kelvin. El aumento de la presión mecánica cambió gradualmente el color de amarillo a verde. Además, cuanto más presión se aplicaba, más cambiaba la estructura de FA. Estos datos aclararon la relación cuantitativa entre la cantidad de presión mecánica y el grado de cambio de color de un material que contiene FA. Este es el primer informe de AF utilizando datos cuantitativos.

Las mediciones de los investigadores también revelaron que FA tiene una alta resolución espacial. La película FA detectó la presión aplicada en un ancho tan pequeño como 50 nanómetros, lo que hace que la resolución espacial sea 1000 veces mejor que otras películas de detección de presión disponibles en el mercado. Además, cuando se trató con etanol, el color de la película volvió a ser amarillo.

Esto es importante porque para revertir el cambio de color, los estudios anteriores solo habían usado solventes fuertes, como el cloroformo. Pero ahora se pueden usar soluciones ampliamente disponibles como el alcohol con esta tecnología.

La medición cuantitativa de FA abre muchas posibilidades para tecnologías como el almacenamiento en disco. "Los dispositivos de disco óptico, como CD y DVD, usan luz láser para escribir datos", dijo el profesor Matsuo. "Podríamos utilizar cambios de color después de la presión mecánica para almacenar información", continuó.

Además, las técnicas de medición para FA de este estudio pueden aplicarse a otros tipos de materiales mecanocrómicos además de FA. Esto significa que este estudio también podría contribuir a futuras investigaciones en tecnología de detección de presión.

Finalmente, el color puede decirnos si se ha tocado la superficie de un material y si se ha limpiado con alcohol después. Esto podría tener implicaciones para mantener limpias las superficies. Ahora es posible imaginar, por ejemplo, una futura mesa que cambie de color cuando se toca y luego se limpia, una tecnología que sería valiosa en un hospital u otro entorno que busca prevenir la transmisión de virus por contacto con superficies contaminadas. + Explora más

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