Mänsklig hud blåmärken när vävnaden och muskeln i området drabbas av trauma eller skadas på grund av applicering av trubbig kraft. Dock, när ett föremål påverkas, det är nödvändigt att undersöka varje tum av materialets yta för att förstå omfattningen av skadan. Ett flygplan, till exempel, det är fullständigt inspekterat för att säkerställa säkerheten. Om de områden som skadas av en fysisk påverkan genomgår en färgändring, precis som mänsklig hud, det blir lätt att skilja på vad som behöver repareras.

Spiropyran, en molekyl som reagerar på yttre kraft, ändrar färg när den stimuleras fysiskt på grund av en förändring i dess kemiska struktur. När den injiceras i betong eller silikon, det reagerar på mekaniska stimuli som kraft, deformation och skada genom att ändra färg. Dock, mechano-känsligheten för spiropyran är för låg för verkliga applikationer. När den appliceras på silikon, till exempel, färgen ändras först efter deformation på minst 500%.

Ett forskargrupp som leds av Dr. Jaewoo Kim från Structural Composite Research Center vid Institute of Advanced Composite Materials vid Korea Institute of Science and Technology (KIST) har drastiskt förbättrat mekanokänsligheten för att materialet ska vara tillämpligt på bärbara sensorer och konstgjord hud.

För att öka spiropyrans känslighet, tidigare studier har modifierat dess molekylära struktur enligt materialet den skulle kombineras med före syntes. I kontrast, KIST -forskarna syntetiserade först kompositmaterialet och tillsatte sedan en viss typ av lösningsmedel för att förbättra känsligheten genom en slags åldringsprocess. Därefter observerades förändringarna i färgen och fluorescensen av kompositmaterialet, samtidigt som absorptionstiden kontrolleras med lösningsmedlet, och det visade sig att ökad behandlingstid förbättrade känsligheten. Spiropyranpolymeren som utvecklats genom denna nya process visade 850% förbättring av känsligheten jämfört med tidigare utvecklade material. Denna anmärkningsvärda känslighet sågs för olika typer av deformationer som spänning, kompression och böjning.

Också, till skillnad från den befintliga metoden för att förbättra känsligheten genom att manipulera varje material separat, den nya metoden som utvecklats genom denna studie som ökar känsligheten helt enkelt med en åldringsprocess med ett lösningsmedel ger fördelar genom att den enkelt kan appliceras på olika material.

Dr Jaewoo Kim från KIST sa:"Genom denna studie har en process som dramatiskt kan förbättra mekanokänsligheten för spiropyranbaserade, stresskänsliga smarta polymermaterial har utvecklats, och genom analys, mekanismen bakom känslighetsförbättring identifierades. [...] Baserat på det här, vi planerar att ägna oss åt en uppföljningsstudie där vi tillämpar tekniken på futuristiska bärbara sensorer och konstgjord hud. "