نجح فريق بحثي مشترك من Institute of Science Tokyo وجامعة فرايبورغ السويسرية في نشر نتائج مبتكرة في Angewandte Chemie International Edition، حيث طوروا جزيءًا ذكيًا يعتمد على [2.2]paracyclophane يُدعى PC-Py1، قادر على عرض حالة الإجهاد الميكانيكي داخل مواد البوليمرات في الوقت الفعلي من خلال تغيرات التألق. توفر هذه التقنية حلاً جديدًا للتحذير من تلف المواد.

استخدم الفريق بشكل ذكي الهيكل الصلب لـ [2.2]paracyclophane، وربطوا مجموعتين من البيرين المضيئتين لتكوين جزيء على شكل مفصل. أوضح الأستاذ المساعد Yoshimitsu Sagara من Institute of Science Tokyo: "عندما تتعرض المادة للقوة، ينفتح المفصل الجزيئي مما يؤدي إلى تغير التألق من الأصفر إلى الأزرق المخضر، وهذا التغيير مرتبط مباشرة بحجم الإجهاد." أظهرت الاختبارات أن نظام الاستشعار يمكنه تحمل أكثر من 50 دورة إجهاد دون فشل، مما يظهر قابلية عكسية ومتانة ممتازة.

تكمن الاختراقات الثلاثة لهذه التقنية في:

• حساسية عالية: استجابة على المستوى الجزيئي للإجهاد الميكانيكي
• تصور في الوقت الفعلي: تغيرات اللون مرئية بالعين المجردة
• تطبيق واسع: يمكن دمجه في مواد مرنة متعددة

مقارنة بالطرق التقليدية، يتجنب هذا التصميم فوق الجزيئي مشكلة كسر الروابط التساهمية. أشار البروفيسور Christoph Weder، قائد الفريق السويسري: "آلية المفصل تحقق تطابقًا خطيًا بين الإجهاد والإشارة البصرية، وهو أمر حاسم في التطبيقات الهندسية." يستكشف الباحثون حاليًا تطبيق هذه التقنية في الطلاءات الذكية، والأجهزة الإلكترونية المرنة، وغيرها.