研究揭示了压敏材料的定量和高分辨率压力功能

来自中部名古屋大学的研究人员在《材料化学杂志C》上发表了一项关于压力敏材料的研究，称为芴亚芴苶(FA)。他们的研究对与压力传感，记录和显示设备相关的技术具有潜在的应用。

机械变色材料会根据外部刺激(例如机械压力)而改变颜色。然而，以前对机械变色的研究仅限于定性报告，例如颜色是否发生变化。到目前为止，定量分析还缺失。

为了定量描述颜色变化，由名古屋大学研究生院工学研究科化学系统工程系松尾丰教授领导的研究小组分析了FA，这是一种机械变色材料。在对含有FA的材料进行多次测试后，他们发现触摸时它的颜色从黄色变为深绿色。但是，与其他机械变色材料不同，它不是通过发光来改变颜色，而是通过吸收它来改变颜色。这使得它独一无二。

以前，FA的机械变色行为通常以功率形式观察到。然而，对于他们目前的研究，研究小组首先制造了FA的薄膜，这使他们能够实现随后的测量。接下来，为了量化颜色变化，研究人员应用了称为漫反射紫外可见(UV-vis)光谱的测量技术。

此外，为了间接测量FA的结构变化，他们使用了开尔文力显微镜。机械压力的增加逐渐使颜色从黄色变为绿色。此外，施加的压力越大，FA结构的变化就越大。这些数据阐明了机械压力量与含FA材料颜色变化程度之间的定量关系。这是FA第一份使用定量数据的报告。

研究人员的测量结果还表明，FA具有很高的空间分辨率。FA薄膜检测到施加在小至50纳米宽度上的压力，使得空间分辨率比其他市售的压力传感薄膜好1000倍。此外，当用乙醇处理时，薄膜颜色变回黄色。

这很重要，因为为了逆转颜色变化，以前的研究只使用了强溶剂，如氯仿。但现在广泛使用的解决方案，如酒精可以与这项技术一起使用。

FA的定量测量为磁盘存储等技术开辟了许多可能性。“光盘设备，如CD和DVD，使用激光来写入数据，”松尾教授说。“我们可以利用机械压力后的颜色变化来存储信息，”他继续说道。

此外，本研究中的FA测量技术可能适用于除FA之外的其他类型的机械变色材料。这意味着这项研究也可能有助于未来压力传感技术的研究。

最后，颜色可以告诉我们材料表面是否被触摸过，以及之后是否用酒精擦拭过。这可能会对保持表面积清洁产生影响。例如，现在可以想象，未来的桌子在触摸时会变色，然后擦拭干净，这种技术在医院或其他环境中很有价值，可以避免病毒通过接触受污染的表面而传播。

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