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        技術

        人工變色材料可用作化學傳感器,輕松辨別海鮮是否新鮮

        2025China.cn   2021年05月11日

          一項研究發現,一種受變色龍皮膚啟發的人工變色材料可以用作化學傳感器,以確定海鮮是否新鮮。

          這款由中國專家開發的設備,在魚和蝦腐爛時微生物釋放胺蒸汽的情況下,會從粉色變成綠色。

          該團隊表示,這種新型材料還可以應用于防偽技術、機器人偽裝和可伸縮電子產品的開發。

          雖然變色龍可以很容易地改變自己的顏色,但開發能夠做出類似顏色變化的軟材料已被證明是一個挑戰。在他們的研究中,來自中科院寧波材料所的科學家陳濤(Tao Chen)和他的同事們采用了一種與眾不同的方法。

          人工變色材料輕松判定海鮮是否新鮮

          研究小組從黑豹變色龍身上獲得了靈感,這種動物的皮膚之所以能呈現出復雜的顏色,是因為它們的皮膚色素是由兩層厚厚的“虹膜”(iridophore)細胞組成的,這些細胞中含有微小的晶體,可以反射特定的波長。

          與此相呼應的是,該團隊創造了一種紅色熒光水凝膠——一種由分散在水中的交聯聚合物鏈制成的三維固體——他們將其孵育在銪元素的各種溶液中。

          接下來,將紅色凝膠核置于含有反應性藍/綠熒光聚合物的生長溶液中。結果,銪離子從核心擴散到了周圍的溶液中。

          水凝膠的紅、藍、綠三層重疊的方式意味著,當溫度或pH值發生變化(比如胺蒸汽的釋放)時,凝膠可以將其熒光顏色從紅色變為藍色或綠色。

          更難得的是,這種新的核殼布局,不需要仔細選擇發光原對。它也不需要精心設計和調節不同發光原之間的復雜光物理相互作用?!斑@些優勢對于未來構建強大的多色材料系統非常重要,這些材料的性能尚未實現?!标悵?Tao Chen)表示。

          為了證明這種變色水凝膠的潛力,該團隊僅用兩種發光原(紅色和綠色)制造了一種變體,用于化學傳感器。他們將這種材料的測試長條密封在兩個裝有新鮮蝦的盒子里,在不同的溫度下放置大約兩天。

          在這段時間結束時,研究小組發現,與冷藏溫度低于14°F(-10°C)的蝦一起保存的測試條仍然是紅色的,這表明海鮮仍然新鮮。相比之下,與蝦一起保存在86°F(30°C)的測試條顏色變成了熒光綠色,成功地提供了貝類已經變質的警告。

          研究小組稱,未來可以對藍色和綠色熒光層的發射顏色進行調整,使這種材料在幾乎整個可見光譜中顯示出其他顏色。

          他們計劃利用開發出來的類似變色龍皮膚的核殼水凝膠,來制備仿生軟偽裝皮膚。這可以用來“模仿生物體皮膚的各種變色功能,并幫助機器人實現理想的主動偽裝、顯示和報警功能?!?/FONT>

          該研究的完整發現發表在《細胞報告物理科學》(Cell Reports Physical Science)雜志上。

          參考來源:https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-9549945/Food-Artificial-colour-changing-material-mimics-chameleon-skin-detect-seafood-freshness.html

          論文鏈接:http://dx.doi.org/10.1016/j.xcrp.2021.100417

        標簽:化學傳感器 人工變色材料 我要反饋 
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