W tunelach aerodynamicznych inżynierowie od lat zmagają się z jedną ukrytą przeszkodą: temperatura zniekształca wskazania ciśnienia na modelach samolotów. Zwykłe farby świecące reagują na oba czynniki jednocześnie, a błąd narasta, dopóki nie pojawi się osobny czujnik temperatury.
Chemicy i inżynierowie z Uniwersytetu w Manchesterze wraz z kolegami z Finlandii Wschodniej stworzyli cząsteczkę, która sama rozdziela sygnały. Emituje jednocześnie światło czerwone i niebieskie. Czerwone reaguje zarówno na ciśnienie powietrza, jak i na temperaturę, a niebieskie — tylko na temperaturę. Porównując intensywność obu barw, można natychmiast odjąć zakłócenie temperaturowe i uzyskać czystą wartość ciśnienia.
Podstawą cząsteczki jest atom złota połączony z pierścieniowym związkiem akrydyną. Położenie wiązania decyduje o tym, jaki kolor emituje substancja: jedna pozycja daje wrażliwą na ciśnienie fosforescencję w kolorze czerwonym, druga — zależną od temperatury fluorescencję w kolorze niebieskim. Obliczenia fińskich kolegów pomogły przewidzieć to zachowanie jeszcze przed syntezą w laboratorium.
Cząsteczkę dodaje się do specjalnej farby, którą pokrywa się model samolotu. Kamera rejestruje oba kolory jednocześnie, a stosunek sygnałów automatycznie koryguje dane. Nie trzeba już mocować dodatkowych czujników temperatury, które komplikują eksperyment i same wprowadzają zniekształcenia przepływu.
Zdaniem doktora Aleksandra Romanowa taka wbudowana autokorekcja była wcześniej niedostępna dla zwykłych luminoforów. Doktor Mark Quinn zauważa, że poprawka temperaturowa pozostaje jednym z głównych problemów przy stosowaniu farb wrażliwych na ciśnienie, a rozwiązanie oparte na jednej cząsteczce wygląda elegancko i jest praktyczniejsze w rzeczywistych warunkach badań.
Praca została opublikowana w czasopiśmie Advanced Optical Materials i wchodzi w skład manchesterskiego programu doskonalenia takich powłok. Równolegle naukowcy opracowują platynowe farby o niskiej wrażliwości na temperaturę. Razem te podejścia przybliżają moment, w którym konstruktorzy będą mogli uzyskiwać maksymalnie dokładne mapy rozkładu ciśnienia na nowych statkach powietrznych.
Jedna cząsteczka, dwa kolory światła — i dokładność pomiarów w tunelu aerodynamicznym rośnie bez zbędnego sprzętu.
