Anlık ısı değişikliklerinde renk değiştiren polimer üretildi [Video]

Çin, Birleşik Krallık ve Hollanda'daki bilim adamları, ısıtma veya soğutmanın 1 saniyesi içinde tersinir olarak renk değiştiren bir polidiasetilen polimeri geliştirdi.

Termokromik polimerlerin geniş potansiyel kullanım alanları var, biyolojik sensörlerden akıllı pencerelere kadar bunları görmek mümkün. Ancak, düzensiz yapıları ve zayıf moleküler etkileşimler, şu andaki termokromik polimerlerin uzun tepki zamanları, yavaş dönüşebilirlik ve dar bir çalışma sıcaklığı aralığı ile sonuçlanmasına neden oluyordu.

Şimdi ise, Zhengzhong Shao (Fudan Üniversitesi, Çin) tarafından yönetilen bir araştırma ekibi şöyle bir sonuca ulaştı: Polimer içine peptid yan zincirleri ilave edildiği zaman ele geçen lifler kuvvetli olmakta ve 200 0C'ye kadar sıcaklıklarda bile dikkate değer derecede hızlı renk değişikliği göstermektedir. Geçiş halinin kritik sıcaklığı, polimerdeki alkil zincirlerinin uzunluğunu ayarlayarak değiştirilebiliyor.

Peptidler diasetileni kararlılaştırmakla kalmıyor, aynı zamanda malzemenin sürekli lifler halinde öz düzenlenmeye uğramasına da yardımcı oluyor. Isı polimerin düzlemselliğini bozuyor, polidiasetilen yan zincirlerine daha fazla hareketlilik kazandırıyor ve konjugasyon uzunluğundaki değişme polimerin rengini hangi dalgaboyları soğuruluyor ise onlara etki ederek değiştiriyor. Peptidin varlığı bozunmayı yerelleştiriyor ve aynı zamanda kararlılaştırıcı araç olarak davranıyor, ısı kaynağı uzaklaştırıldığı zaman orijinal renge dönme ve konjugasyonu tekrar sağlama özelliğine sahip oluyor, böylece süreç peptid zarar görmediği sürece ısı uygulandığında tekrar edilebiliyor.

Shao, “Kolorimetrik tepki yirmili sayılarda ısıl çevrimden sonra bile kararlı bir değer gösteriyor” diyor. Tekrar tekrar kullanıldığı zaman, peptidin yapısı korunduğu müddetçe renk değişiminde veya hassasiyette neredeyse hiç bir kayıp gözlenmiyor. Sıcaklık 200 0C'yi aşarsa, peptid geri dönüşümsüz olarak zarar görüyor ve malzeme artık termokromik özellikler göstermez oluyor.

Araştırma ekibi, renk değişiminin yer aldığı sıcaklık aralığını ayarlamayı hedefliyor. Polimer kimyacısıDmitriy Paraschuk (Moskova Devlet Üniversitesi, Rusya), bunun bir öncelik olduğu konusunda hemfikir. Sistemin uygun bir biyosensör olması için, termokromik değişim insan vücudununkine daha yakın olmalıdır diyor. Ancak, araştırma ekibinin “mükemmel işlenebilirlik ile kuvvetli termokromizmi birleştirmeyi başardığını” söylüyor.

Kaynak: Bilim.org