Новости химической науки > Цветные кристаллы для мониторинга влажности

Химики из Китая получили материал, меняющий свой цвет в соответствии с влажностью окружающего воздуха.

В то время как для работы обычных сенсоров влажности требуется электрический ток, для новой методики требуется лишь простой полимерный гель, содержащий фотонные кристаллы.

Фотонные материалы состоят из чередующихся областей с высокой и низкой диэлектрической проницаемостью. Такое чередование влияет на прохождение света через материал. Природным фотонным кристаллом является опал, наноструктура которого обуславливает живой цвет этого драгоценного камня.

Зависимость цвета новых гидрогелей от влажности. (Рисунок из J. Mater. Chem., 2008, DOI: 10.1039/b717368g)

Ключом к разработке фотонного материала, чувствительного к влажности, являлся дизайн подходящей наноструктуры. Исследовательская группа под руководством Янлин Сонга (Yanlin Song) из Китайской Академии Наук использовала полимерное производное полистирола для получения сфер с диаметром около 150 нм. Полученные наносферы были замочены в растворе акриламида и облучены УФ-светом.

В результате всех операций исследователи получили «искусственный опал» – фотонный высококристалличный гидрогель, изменяющий свои свойства в зависимости от влажности воздуха. Увеличение или уменьшение влажности соответственно приводит к набуханию или сжатию полиакриламидного геля, в результате чего изменение цвета гидрогеля зависят от изменения влажности.

Контроль уровня влажности окружающего воздуха очень важен для многих областей промышленности, как например, пищевой или электронной – в первую очередь для предотвращения нежелательного процесса конденсации. Таким образом, для этих областей весьма полезной может оказаться разработка дешевых и точных сенсоров влажности.

Исследовательская команда продолжает дальнейшую работу над предложенной технологией, надеясь получить полимерные детекторы, изменяющие свои свойства в качестве отклика на утечки газов или сильнодействующих ядовитых веществ.

Источник: J. Mater. Chem., 2008, DOI: 10.1039/b717368g

метки статьи: #нанотехнологии, #новые материалы, #физическая химия, #химия полимеров