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Highly Stretchable Tough Elastomers Crosslinked by Spiropyran Mechanophores for Strain‐Induced Colorimetric Sensing
Macromolecular Chemistry and Physics ( IF 2.5 ) Pub Date : 2020-06-28 , DOI: 10.1002/macp.202000190 Ziquan Cao 1
Macromolecular Chemistry and Physics ( IF 2.5 ) Pub Date : 2020-06-28 , DOI: 10.1002/macp.202000190 Ziquan Cao 1
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Colorimetric spiropyran as a promising mechanophore has proven to be useful in visualizing stress/strain sensing and damage warning in polymeric materials. However, it remains challenging to prepare spiropyran‐containing mechanochromic materials with excellent mechanical properties. Herein, highly stretchable and tough double‐network elastomers crosslinked by spiropyran mechanophores are reported. The spiropyran‐crosslinked elastomer features both force and UV light‐induced color changes originating from the structural transformation from ring‐close spiropyran form to ring‐open merocyanine form of the mechanophores, and excellent mechanical properties (favorable elasticity of 480 kPa, large stretchability of 3400% strain, and high toughness of 8.4 kJ m−1) benefiting from the energy dissipation by breakage of sacrificial bonds. In particular, it is demonstrated that the multi‐mechanoresponsive and mechanically strong elastomer can be served as a conceptual sensor to quantify mechanical stretchability by a visible color change. This work shows promising potential for mechanochemical sensing applications.
中文翻译：
通过Spiropyran力学交联的可拉伸高韧性弹性体，用于应变诱导的比色传感。
比色螺吡喃作为一种有前途的机理已被证明可用于可视化聚合物材料中的应力/应变感应和损伤预警。但是，制备具有优异机械性能的含螺吡喃的变色材料仍然具有挑战性。在本文中，报道了通过螺吡喃机理将交联的高拉伸性和韧性双网络弹性体。螺吡喃交联的弹性体的特征在于力和紫外线引起的颜色变化，这是由于机械体从闭环螺吡喃形式转变为开环花青形式而产生的，并且具有出色的机械性能（480 kPa的良好弹性，较大的拉伸性）。 3400％应变，高韧性8.4 kJ m -1）受益于通过牺牲键的断裂而耗散的能量。特别是，证明了多机械响应性和机械强度高的弹性体可以用作概念传感器，通过可见的颜色变化来量化机械拉伸性。这项工作显示出在机械化学感测应用中的潜力。
更新日期：2020-06-28
中文翻译：
通过Spiropyran力学交联的可拉伸高韧性弹性体，用于应变诱导的比色传感。
比色螺吡喃作为一种有前途的机理已被证明可用于可视化聚合物材料中的应力/应变感应和损伤预警。但是，制备具有优异机械性能的含螺吡喃的变色材料仍然具有挑战性。在本文中，报道了通过螺吡喃机理将交联的高拉伸性和韧性双网络弹性体。螺吡喃交联的弹性体的特征在于力和紫外线引起的颜色变化，这是由于机械体从闭环螺吡喃形式转变为开环花青形式而产生的，并且具有出色的机械性能（480 kPa的良好弹性，较大的拉伸性）。 3400％应变，高韧性8.4 kJ m -1）受益于通过牺牲键的断裂而耗散的能量。特别是，证明了多机械响应性和机械强度高的弹性体可以用作概念传感器，通过可见的颜色变化来量化机械拉伸性。这项工作显示出在机械化学感测应用中的潜力。
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