Гнучкий датчик-плівка, змінюючи свій колір, відображає зусилля, що прикладається до поверхні матеріалу
В процесі розробки конструкції і досвідчених зразків автомобілів, побутової електронної техніки, спортивного інвентарю і безлічі інших виробів ключову роль відіграє можливість вимірювання механічних напружень, що виникають в окремих вузлах і деталях цих виробів. Завдяки роботі дослідників з Каліфорнійського університету, Ріверсайд, процес визначення механічних напружень став набагато простіше і швидше. Ці дослідники створили датчик-плівку, яка змінює свій колір у відповідь на прикладену до неї механічне зусилля, що викликає деформацію. Така плівка, накладена на поверхню деталі, може "виявити" вузькі місця її конструкції, які вимагають додаткового зміцнення.
В даний час вже існує безліч видів тонкоплівкових датчиків, які можуть змінювати свій колір. Але існуючі датчики володіють одним істотним недоліком, вони можуть змінювати інтенсивність тільки одного єдиного кольору. Датчик ж, розроблений каліфорнійським дослідниками, може змінювати свій колір, покриваючи майже весь діапазон видимого світла, що набагато полегшує процедуру зчитування показань цього датчика.
Датчик являє собою полімерну плівку, обсяг якої введена щільна "сітка", що складається із золотих наночастинок. Коли до цієї плівці прикладається механічне зусилля або чиниться тиск, плівка розтягується і відстань між наночастинками збільшується. Наночастинки, розташовані близько один до одного, ефективно відбивають світло синього кольору, але по мірі збільшення відстані між ними спектр відображеного світла зміщується в червону область, проходячи через усі кольори веселки.
Після того, як зовнішнє зусилля або тиск знімаються, датчик-плівка так і залишається в деформованому стані, зберігаючи колірну картину, що відображає карту розподілу механічних напруг, яка зчитується за допомогою спеціалізованої камери і обробляється призначеної для цього комп'ютерною програмою. Найбільш червоні місця на цій карті показують інженерам місця конструкції, які зазнали максимальної деформації, що дозволяє їм прийняти рішення про необхідність їх посилення.
Дослідники повідомляють, що завдяки простоті розробленої ними технології плівка-датчик може бути створена прямо на поверхні об'єктів, що дозволить досліджувати за її допомогою деталі, що мають поверхню будь-якої форми складності. Ця можливість є ще однією головною відмінністю нової плівки від інших подібних датчиків, готові плівки яких необхідно наносити на поверхню, піддаючи їх при цьому деформації. Крім цього, дану технологію можна дещо здешевити, замінивши золоті наночастинки наночастинками з більш дешевого матеріалу, міді, срібла або титану.