ابتكار أمريكي جديد: طلاء ذكي من جامعة تافتس يقيس الصدمات بتغيير اللون

في خطوة علمية رائدة، نجح باحثون في جامعة تافتس الأمريكية بتطوير مادة طلاء ذكية تتميز بقدرتها على تغيير لونها استجابةً للتعرض للصدمات أو الضغط. يتيح هذا الابتكار قياس قوة التأثير وموقعه بدقة عالية، متجاوزاً الحاجة إلى أجهزة استشعار إلكترونية تقليدية، مما يفتح آفاقاً واسعة لتطبيقات مبتكرة في قطاعات صناعية وطبية وأمنية متعددة.

تعتمد هذه التقنية، التي نشر فريق بحثي تفاصيلها في دورية “أدفانسد ساين” (Advanced Science)، على جسيمات دقيقة بحجم خلايا الدم. تتكون هذه الجسيمات من نواة بوليمر حساسة للضغط محاطة بغلاف من بروتين الحرير. عند تطبيق قوة عليها، تتحول الجسيمات من اللون الأزرق إلى الأحمر، وتتناسب شدة اللون الأحمر مع قوة الضغط المطبقة، مما يوفر “خريطة مرئية” يمكن قراءتها بالعين المجردة أو تحليلها لاحقاً.

وقد أظهرت التجارب العملية كفاءة الطلاء في رصد قوى تتراوح بين 100 و770 نيوتن على مجموعة متنوعة من الأسطح، بما في ذلك المعادن والبلاستيك والخشب. يتميز هذا الطلاء بإمكانية تطبيقه بالرش التقليدي، مما يجعله خفيف الوزن ومنخفض التكلفة مقارنة بالأنظمة الإلكترونية المعقدة.

وأوضح الباحثون أن الاستخدامات المحتملة لهذا الطلاء الذكي تشمل مراقبة الصدمات على الخوذات الواقية المستخدمة في الرياضات والصناعات المختلفة، وتتبع الشحنات أثناء عمليات النقل لضمان سلامتها، وتحليل أنماط الضغط في الأحذية الطبية. كما يمكن استخدامه لتسجيل أنماط الضرب على الأسطح الموسيقية مثل الطبول، مع ميزة الحفاظ على التغيير اللوني كسجل دائم للحدث.

يأتي هذا الإنجاز ضمن التوجه العالمي نحو تطوير “مواد ذكية” تدمج وظائف الاستشعار داخل بنيتها الأساسية. هذا النهج يبسط عملية التصميم ويوسع نطاق التطبيقات الممكنة، خاصة في البيئات القاسية أو التي تتطلب حلولاً منخفضة التكلفة، مما يسهم بشكل فعال في تعزيز الكفاءة والسلامة عبر مجالات حياتية وصناعية متعددة.