Contusions de la peau humaine lorsque les tissus et les muscles de la zone subissent un traumatisme ou sont endommagés en raison de l'application d'une force contondante. Cependant, lorsqu'un objet subit un choc, il est nécessaire d'examiner chaque centimètre carré de la surface du matériau pour comprendre l'étendue des dommages. Un avion, par exemple, il est entièrement inspecté pour assurer la sécurité. Si les zones endommagées par un impact physique subissent un changement de couleur, tout comme la peau humaine, il sera facile de distinguer ce qui doit être réparé.

Spiropyrane, une molécule qui réagit à une force extérieure, change de couleur lorsqu'il est stimulé physiquement en raison d'un changement dans sa structure chimique. Lorsqu'il est injecté dans du béton ou du silicone, il réagit à des stimuli mécaniques tels que la force, déformation et dommages par changement de couleur. Cependant, la mécano-sensibilité du spiropyrane est trop faible pour des applications réelles. Lorsqu'il est appliqué sur du silicone, par exemple, la couleur ne change qu'après une déformation d'au moins 500 %.

Une équipe de recherche dirigée par le Dr Jaewoo Kim du Structural Composite Research Center de l'Institut des matériaux composites avancés de l'Institut coréen des sciences et de la technologie (KIST) a considérablement amélioré la mécano-sensibilité du matériau à appliquer aux capteurs portables et peau artificielle.

Afin d'améliorer la sensibilité du spiropyrane, des études antérieures ont modifié sa structure moléculaire en fonction du matériau avec lequel il serait combiné avant la synthèse. En revanche, les chercheurs du KIST ont d'abord synthétisé le matériau composite, puis ajouté un certain type de solvant pour améliorer la sensibilité grâce à une sorte de processus de vieillissement. Ensuite, les changements de couleur et de fluorescence du matériau composite ont été observés, tout en contrôlant le temps d'absorption avec le solvant, et il a été constaté que l'augmentation du temps de traitement améliorait la sensibilité. Le polymère de spiropyrane développé grâce à ce nouveau procédé a montré une amélioration de la sensibilité de 850% par rapport aux matériaux développés précédemment. Cette sensibilité remarquable a été observée pour différents types de déformations telles que la traction, compression et flexion.

Aussi, contrairement à la méthode existante d'amélioration de la sensibilité en manipulant chaque matériau séparément, la nouvelle méthode développée à travers cette étude qui augmente la sensibilité simplement avec un processus de vieillissement à l'aide d'un solvant présente des avantages en ce qu'elle peut être facilement appliquée à divers matériaux.

Le Dr Jaewoo Kim de KIST a déclaré :« Grâce à cette étude, un processus qui peut considérablement améliorer la mécano-sensibilité du spiropyrane, des matériaux polymères intelligents sensibles au stress ont été développés, et par l'analyse, le mécanisme derrière l'amélioration de la sensibilité a été identifié. [...] Basé sur ceci, nous prévoyons de nous consacrer à une étude de suivi dans laquelle nous appliquons la technologie à des capteurs portables futuristes et à une peau artificielle."