Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Teknologi

Molekul fluoresen mengkhianati pemecahan bahan polimer – ScienceDaily


Nilon, karet, silikon, Teflon, PVC – ini semua adalah contoh polimer buatan manusia – rantai panjang unit molekul berulang yang kami sebut monomer. Sementara polimer juga ada di alam (pikirkan wol, sutra, atau bahkan rambut), penemuan polimer sintetis, yang paling terkenal adalah plastik, merevolusi industri. Ringan, elastis, fleksibel, namun kuat dan tahan, polimer sintetik adalah salah satu bahan paling serba guna di planet ini, digunakan dalam segala hal mulai dari pakaian hingga bangunan, pengemasan, dan produksi energi. Sejak awal era baru dalam rekayasa material ini, pemahaman pengaruh gaya eksternal pada kekuatan dan stabilitas polimer sangat penting untuk mengevaluasi kinerjanya.

Ketika mengalami tekanan mekanis, ikatan lemah yang menyatukan beberapa rantai polimer diatasi, dan salah satunya putus. Ketika ini terjadi, radikal bebas (molekul dengan elektron tidak berpasangan, yang secara alami tidak stabil dan sangat reaktif, disebut “mekanoradikal” dalam kasus ini). Dengan memperkirakan jumlah mekanoradikal bebas yang dihasilkan, kita dapat menyimpulkan resistansi suatu material terhadap besarnya tegangan. Sementara fenomena ini terdokumentasi dengan baik, para ilmuwan berjuang untuk mengamatinya di bawah suhu lingkungan dalam keadaan massal, karena mekanoradikal yang diproduksi untuk polimer dalam jumlah besar tidak stabil karena reaktivitasnya yang tinggi terhadap oksigen dan agen lainnya.

Peneliti dari Institut Teknologi Tokyo yang dipimpin oleh Profesor Hideyuki Otsuka memutuskan untuk menerima tantangan tersebut. Dalam studi mereka diterbitkan di Angewandte Chemie Edisi Internasional, mereka menggunakan molekul kecil yang disebut diarylacetonitrile (H-DAAN) untuk menangkap radikal bebas nakal. “Teori kami adalah bahwa H-DAAN akan memancarkan cahaya fluoresen yang khas ketika bereaksi dengan radikal bebas, yang kemudian dapat kami ukur untuk memperkirakan tingkat kerusakan polimer,” jelas Prof Otsuka. “Teorinya sederhana; semakin tinggi gaya yang diberikan pada polimer, semakin banyak mekanoradis yang dihasilkan, dan semakin banyak mereka bereaksi dengan H-DAAN. Laju reaksi yang lebih tinggi ini menghasilkan cahaya fluoresen yang lebih intens, perubahan yang dapat dengan mudah diukur. “

Para peneliti sekarang ingin melihat bagaimana ini akan berhasil dalam praktiknya. Ketika polistiren (dengan adanya H-DAAN) mengalami tekanan mekanis melalui penggilingan, H-DAAN bertindak sebagai pemulung radikal untuk mekanoradikal polimer, dan terikat dengannya untuk menghasilkan “DAAN *,” yang memiliki sifat fluoresen. Ini menyebabkan munculnya fluoresensi kuning yang terlihat.

“Yang lebih penting, mungkin, adalah korelasi jelas yang kami temukan antara intensitas fluoresensi dan jumlah radikal DAAN yang dihasilkan oleh polistiren dasar, seperti yang telah kami prediksi,” lapor Prof Otsuka. “Ini berarti bahwa dimungkinkan untuk memperkirakan jumlah radikal DAAN yang dihasilkan dalam sistem massal hanya dengan mengukur intensitas fluoresensi.”

Implikasi dari temuan mereka sangat luas: dengan mampu mengukur secara visual bagaimana bahan menanggapi rangsangan eksternal yang berbeda, mereka dapat menguji seberapa cocok polimer untuk berbagai kegunaan, tergantung pada tekanan mekanis yang diharapkan akan mereka alami. Metode ini terbukti dapat menjadi alat yang sangat berharga bagi para ilmuwan dan insinyur karena mereka berusaha untuk meningkatkan kinerja dan spesifisitas material.

Penelitian yang menarik ini menyoroti respons polimer terhadap tegangan mekanis dan menerangi jalan ke depan dalam penelitian mekanoradis polimer!

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Institut Teknologi Tokyo. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney