Χημικοί και αεροναυπηγοί από το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, σε συνεργασία με ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Ανατολικής Φινλανδίας, σχεδίασαν ένα πρωτοποριακό μόριο που μπορεί να μέτρα ταυτόχρονα την πίεση και τη θερμοκρασία.
Το συγκεκριμένο υλικό εκπέμπει δύο διαφορετικά χρώματα φωτός: ένα κόκκινο που αντιδρά τόσο στην πίεση όσο και στη θερμοκρασία, και ένα μπλε που αντιδρά αποκλειστικά στη θερμοκρασία.
Η πρόκληση της θερμοκρασίας στις δοκιμές
Στις αεροδυναμικές σήραγγες, οι μηχανικοί χρησιμοποιούν ειδικά χρώματα ευαίσθητα στην πίεση για να καταγράψουν πώς κατανέμεται ο αέρας πάνω στα ομοιώματα αεροσκαφών. Ωστόσο, η λάμψη αυτών των χρωμάτων επηρεάζεται και από τις μεταβολές της θερμοκρασίας καθώς το μοντέλο θερμαίνεται ή ψύχεται, δημιουργώντας σφάλματα στις μετρήσεις που απαιτούν πολύπλοκες διορθώσεις.
«Το νέο μας υλικό εκπέμπει κόκκινο φως ως φωσφορισμό, ο οποίος είναι ευαίσθητος στις αλλαγές πίεσης και θερμοκρασίας. Ταυτόχρονα, εκπέμπει μπλε φως ως φωτισμό που ανταποκρίνεται μόνο στη θερμοκρασία», εξηγεί ο Δρ. Αλεξάντερ Ρομάνοφ. «Μετρώντας παράλληλα το μπλε και το κόκκινο φως, διαχωρίζουμε το σήμα της πίεσης από τις παρεμβολές της θερμοκρασίας».
Ο ρόλος του χρυσού στη δομή του μορίου
Το μόριο είναι δομημένο γύρω από ένα άτομο χρυσού συνδεδεμένο με μια δακτυλιοειδή ένωση που ονομάζεται ακριδίνη. Η ακριβής θέση της σύνδεσης καθορίζει τον τύπο του φωτός που παράγεται. Όταν ο χρυσός ενώνεται σε μία συγκεκριμένη θέση ενεργοποιεί την κόκκινη εκπομπή, ενώ σε διαφορετική θέση πυροδοτεί τη μπλε.
Στην πράξη, το υλικό ενσωματώνεται στο χρώμα που εφαρμόζεται στα μοντέλα δοκιμών. Μια κάμερα καταγράφει ταυτόχρονα τα δύο χρώματα και η αναλογία των σημάτων διορθώνει αυτόματα την επίδραση της θερμοκρασίας, χωρις την ανάγκη ξεχωριστού θερμομέτρου.
«Στις δοκιμές αεροδυναμικής σήραγγας, η διόρθωση της θερμοκρασίας αποτελεί μία από τις κύριες προκλήσεις. Η ταυτόχρονη λήψη και των δύο μετρήσεων από το ίδιο μόριο προσφέρει μια πολύ πιο κομψή και πρακτική λύση», σημειώνει ο Δρ. Μαρκ Κουίν. Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Advanced Optical Materials και ανοίγει νέους δρόμους για πιο αξιόπιστες αεροναυπηγικές δοκιμές.
