Mehrfarbige Mechanofluorophore für die quantitative Anzeige kovalenter Bindungsbrüche in Polymeren

Der Bruch von Polymermaterialien ist ein multiskaliger Prozess, der mit der Spaltung einer einzelnen molekularen Bindung beginnt und sich bis zu einer Bruchstelle im Festkörper ausbreitet. Die Quantifizierung der während dieses Prozesses gebrochenen Bindungen bleibt eine große Herausforderung, würde aber helfen, die Verteilung und Dissipation makroskopischer mechanischer Energie zu verstehen. Wir zeigen hier die Gestaltung und die Synthese von fluorogenen molekularen optischen Kraftsonden (Mechanofluorophoren), die das gesamte sichtbare Spektrum sowohl in Absorption als auch in Emission abdecken. Ihre dual‐fluoreszenten Eigenschaften ermöglichen es, nicht gebrochene und gebrochene Bindungen in gelösten Polymeren und im Festkörper durch Fluoreszenzspektroskopie und ‐mikroskopie zu verfolgen. Wichtig ist, dass wir einen Ansatz entwickeln, um die absolute Anzahl und den relativen Anteil von intakten und gebrochenen Bindungen mit hoher lokaler Auflösung zu bestimmen. Wir gehen davon aus, dass unsere Mechanofluorophore in Kombination mit unserer Quantifizierungsmethodik eine quantitative Beschreibung von Versagensprozessen in Materialien von weichen Hydrogelen bis hin zu Hochleistungspolymeren ermöglichen werden.