( a ) Instantáneas de correas funcionalizadas con SP durante ocho semanas de exposición a los rayos UV. (b) Evolución temporal del color de las cintas representadas en el espacio de color CIE 1976. El recuadro es una vista ampliada y las flechas discontinuas negras indican la dirección de la evolución del color. Crédito:Revista de Física Aplicada (2022). DOI:10.1063/5.0093641
Las estructuras de cinchas, desde correas para la barbilla y material para paracaídas hasta hábitats espaciales, se emplean ampliamente en sistemas de ingeniería como componentes de carga. Con frecuencia están sujetos a irradiación prolongada de luz ultravioleta (UV), lo que puede afectar su integridad y reducir su resistencia mecánica. A pesar de los avances tecnológicos en el control de la salud estructural, las técnicas de detección UV a largo plazo para las correas siguen estando poco desarrolladas.
En esta investigación, los investigadores exploraron una solución tentadora:una correa de nailon fotocromática que, debido a que comprende polímeros funcionalizados con espiropirano (SP), demuestra una variación de color en respuesta a la exposición prolongada a los rayos UV con una variación de color controlada en múltiples escalas de tiempo que conduce a la detección de rayos UV. .
El equipo desarrolló un modelo matemático basado en la fotoquímica para interpretar las observaciones experimentales, revelando el fenómeno fotocrómico como un proceso fotoquímico de múltiples pasos y escalas de tiempo que involucra varias especies químicas que ofrecen la base para la inferencia del color de la red
En su investigación publicada en el Journal of Applied Physics , el equipo descubrió que la tasa de descomposición del color de las correas demostraba una dependencia de la concentración inicial del tinte SP. Las correas con la concentración de colorante más baja mantuvieron la sensibilidad durante cuatro semanas, mientras que con la concentración de colorante más alta, mostraron capacidad de detección después de ocho semanas. Por lo tanto, la concentración de tinte podría personalizarse para cumplir con la vida útil de las aplicaciones específicas.
La red fotocromática propuesta y el modelo matemático basado en la fotoquímica podrían informar los diseños futuros de estructuras sensibles a los rayos UV que mantengan la sensibilidad durante semanas de exposición continua a los rayos UV de la luz solar. Nueva plataforma de detección de fluorescencia desarrollada para el control visual de la seguridad alimentaria
