( a ) Instantanés de sangles fonctionnalisées SP sur huit semaines d'exposition aux UV. (b) Évolution temporelle de la couleur des sangles représentée dans l'espace colorimétrique CIE 1976. L'encart est une vue agrandie et les flèches noires en pointillés indiquent la direction de l'évolution des couleurs. Source :Journal of Applied Physics (2022). DOI : 10.1063/5.0093641
Les structures en sangle - des mentonnières et du matériel de parachute aux habitats spatiaux - sont largement utilisées dans les systèmes d'ingénierie en tant que composants porteurs. Ils sont fréquemment soumis à une irradiation prolongée à la lumière ultraviolette (UV), ce qui peut affecter leur intégrité et réduire leur résistance mécanique. Malgré les progrès technologiques dans la surveillance de l'état des structures, les techniques de détection UV à long terme pour les sangles restent sous-développées.
Dans cette recherche, les chercheurs ont exploré une solution séduisante :une sangle en nylon photochromique qui, parce qu'elle comprend des polymères fonctionnalisés au spiropyrane (SP), présente une variation de couleur en réponse à une exposition prolongée aux UV avec une variation de couleur contrôlée sur plusieurs échelles de temps propice à la détection des UV. .
L'équipe a développé un modèle mathématique fondé sur la photochimie pour interpréter les observations expérimentales, dévoilant le phénomène photochromique comme un processus photochimique en plusieurs étapes et à plusieurs échelles de temps impliquant plusieurs espèces chimiques offrant la base pour l'inférence de la couleur de la sangle
Dans leurs recherches publiées dans le Journal of Applied Physics , l'équipe a découvert que le taux de dégradation de la couleur des sangles démontrait une dépendance à la concentration initiale du colorant SP. Les sangles avec la concentration de colorant la plus faible ont maintenu leur sensibilité pendant quatre semaines, alors qu'à la concentration de colorant la plus élevée, elles ont montré une capacité de détection après huit semaines. Ainsi, la concentration de colorant pourrait être personnalisée pour répondre à la durée de vie des applications ciblées.
La toile photochromique proposée et le modèle mathématique basé sur la photochimie pourraient éclairer les futures conceptions de structures sensibles aux UV qui maintiennent la sensibilité pendant des semaines d'exposition continue aux rayons UV du soleil. Nouvelle plate-forme de détection de fluorescence développée pour la surveillance visuelle de la sécurité alimentaire
