自修复荧光材料问世：机械损伤时可自主发光警示

1月6日消息，目前工业领域中广泛使用的各类复合材料在微观尺度下的损伤通常难以被直接观测，往往在宏观破坏发生之前毫无征兆。

据Phys.org报道：东京大学科研团队近日设计出一种兼具高稳定性与高灵敏度的新型分子材料，这种材料在承受高温、紫外线等环境应力时依然能保持惰性，而在受到机械损伤后会发出清晰的黄色荧光信号。这种特性使得普通民众也能直观了解结构损伤情况，从而充当有效的“预警系统”。

据悉，该材料采用一种全新设计的高可靠性机械敏感分子“二芳基乙炔-α-氰基肉桂酸酯（DAANAC）”作为核心骨架。其结构由具备稳定荧光特性的二芳基乙炔单元，与在结合状态下可淬灭荧光的氰氧基单元共同构成，二者通过相对较强的共价键连接。这种独特设计使DAANAC材料在面对热、光等环境应力时能保持高度稳定，同时又在受到机械力作用时能发生选择性断裂。

在实验测试中，DAANAC材料展现出优异的热稳定性，在超过200摄氏度的条件下依然未见分解现象；同时，该材料在长时间紫外线照射下也保持光化学惰性，未出现异常反应。

随后，研究人员将DAANAC材料引入线型聚合物和交联聚合物等更贴近实际应用场景的材料体系中，并通过研磨、拉伸等方式对材料施加机械应力，成功触发了分子内部化学键的选择性断裂，从而释放出明亮的黄色荧光信号。进一步测试还表明，在交联聚合物中加入DAANAC并不会削弱材料本身的力学强度或热稳定性，这意味着这种智能材料具有良好的应用前景。

展望未来，这类具备“自我示警”功能的智能材料有望率先应用于交通运输、基础设施建设以及高端电子设备等关键领域，在事故发生前就向人们发出明确的安全预警信号。