Des chercheurs de l'université de Nagoya, au centre du Japon, ont publié une étude dans le Journal of Materials Chemistry C sur un matériau sensible à la pression, connu sous le nom de fluorénylidène-acridane (FA). Leurs recherches ont des applications potentielles pour les technologies liées aux dispositifs de détection, d'enregistrement et d'affichage de la pression.

Les matériaux mécanochromiques changent de couleur en réponse à des stimuli externes, tels que la pression mécanique. Cependant, les recherches antérieures sur le mécanochromisme se limitaient à des rapports qualitatifs, par exemple si la couleur changeait. Jusqu'à présent, l'analyse quantitative manquait.

Pour décrire quantitativement le changement de couleur, une équipe de recherche dirigée par le professeur Yutaka Matsuo, du Département de génie des systèmes chimiques de la Graduate School of Engineering de l'Université de Nagoya, a analysé le FA, un type de matériau mécanochromique. En effectuant plusieurs tests sur des matériaux contenant du FA, ils ont constaté qu'il changeait de couleur du jaune au vert foncé au toucher. Mais contrairement à d'autres matériaux mécanochromes, au lieu de changer de couleur en émettant de la lumière, il change de couleur en l'absorbant. Cela le rend unique.

Auparavant, le comportement mécanochromique de FA était généralement observé sous forme de puissance. Cependant, pour leur étude actuelle, l'équipe de recherche a d'abord fabriqué un film mince de FA, ce qui leur a permis de mettre en œuvre les mesures ultérieures. Ensuite, pour quantifier les changements de couleur, les chercheurs ont appliqué des techniques de mesure appelées spectroscopie ultraviolette-visible (UV-vis) à réflexion diffuse.

De plus, pour mesurer indirectement les changements structurels de FA, ils ont utilisé la microscopie à force Kelvin. L'augmentation de la pression mécanique a progressivement changé la couleur du jaune au vert. De plus, plus la pression appliquée était importante, plus la structure FA changeait. Ces données ont clarifié la relation quantitative entre la quantité de pression mécanique et l'ampleur du changement de couleur d'un matériau contenant des FA. Ceci est le premier rapport de FA utilisant des données quantitatives.

Les mesures des chercheurs ont également révélé que FA a une résolution spatiale élevée. Le film FA a détecté la pression appliquée sur une largeur aussi petite que 50 nanomètres, ce qui rend la résolution spatiale 1000 fois meilleure que les autres films de détection de pression disponibles dans le commerce. De plus, lorsqu'il est traité avec de l'éthanol, la couleur du film redevient jaune.

Ceci est important car pour inverser le changement de couleur, les études précédentes n'avaient utilisé que des solvants puissants, tels que le chloroforme. Mais maintenant, des solutions largement disponibles telles que l'alcool peuvent être utilisées avec cette technologie.

La mesure quantitative de FA ouvre de nombreuses possibilités pour des technologies telles que le stockage sur disque. "Les périphériques à disque optique, tels que les CD et les DVD, utilisent la lumière laser pour écrire des données", a déclaré le professeur Matsuo. "Nous pourrions utiliser les changements de couleur après une pression mécanique pour stocker des informations", a-t-il poursuivi.

De plus, les techniques de mesure de FA de cette étude peuvent s'appliquer à d'autres types de matériaux mécanochromes en plus de FA. Cela signifie que cette étude pourrait également contribuer à de futures recherches sur la technologie de détection de pression.

Enfin, la couleur peut nous dire si la surface d'un matériau a été touchée et si elle a été ensuite essuyée avec de l'alcool. Cela pourrait avoir des répercussions sur le maintien de la propreté des surfaces. Il est désormais possible d'imaginer, par exemple, une future table changeant de couleur au toucher puis essuyée, une technologie qui serait précieuse dans un hôpital ou autre environnement cherchant à empêcher la transmission de virus par contact avec des surfaces contaminées. + Explorer plus loin

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