Открытие, как нередко это бывает, произошло случайно – учёные-химики из университета Калифорнии, Риверсайд, изучали различные концентрации наночастиц золота в растворах. При этом они с удивлением обнаружили, что цвет растворов менялся в зависимости от концентрации – и в результате получили целую гамму оттенков красного цвета, переходящего в фиолетовый, а затем и в синий. Обычно при увеличении концентрации раствора химического соединения меняется только интенсивность его окраски в определённый цвет.
Разобравшись в причинах такого поведения изучаемых растворов, учёные сумели получить более широкую гамму изменения цвета. Это навело их на мысль осадить раствор на подложку из полимерной плёнки.
У нового материала обнаружились уникальные свойства менять цвет при приложении механических воздействий, вроде растяжения или надавливания. Причём окраска изменялась при приложении различных сил: при слабом надавливании лента с краской меняла цвет с синего на фиолетовый, при сильном – цвет плёнки переходил в красный. Это происходило из-за изменения концентрации наночастиц золота в месте надавливания или растяжения.
Полученный материал можно использовать в качестве тензодатчиков – например, использовать его в проведении краш-тестов на манекенах, закрепляя куски материала в виде пластырей или бинтов. Проверяя результаты краш-теста, по цвету материала можно будет судить, какие части манекена подвергались большему или меньшему механическому воздействию.
Технология имеет и другие потенциальные применения. Датчики могут быть прикреплены к кровати или другой мебели — тогда мы получим целую систему трекеров данных – например, для оценки положения тела во время сна. Университет уже подал заявку на получение патента. И даже притом, что датчики сделаны из золота, его концентрация достаточно низка, чтобы идея нашла практическое применение.
Поскольку наночастицы серебра имеют более широкий спектр поглощение света, чем золотые, исследователи работают над разработкой датчиков из более дешёвого материала. Если использовать серебро, то мы увидим изменение цвета от синего через красный до жёлтого.