В аэродинамических трубах инженеры годами борются с одной скрытой помехой: температура искажает показания давления на моделях самолётов. Обычные светящиеся краски реагируют на оба фактора сразу, и ошибка накапливается, пока не появится отдельный датчик температуры.
Химики и инженеры из Манчестерского университета вместе с коллегами из Восточной Финляндии создали молекулу, которая сама разделяет сигналы. Она одновременно испускает красный и синий свет. Красный откликается и на давление воздуха, и на температуру, а синий — только на температуру. Сравнивая интенсивность двух цветов, можно мгновенно вычесть температурную помеху и получить чистое значение давления.
В основе молекулы — атом золота, связанный с кольцеобразным соединением акридином. Положение связи определяет, какой цвет испускает вещество: одна позиция даёт давление-чувствительную фосфоресценцию красного цвета, другая — температурно-зависимую флуоресценцию синего. Расчёты финских коллег помогли предсказать поведение ещё до синтеза в лаборатории.
Молекулу добавляют в специальную краску, которой покрывают модель самолёта. Камера фиксирует оба цвета одновременно, и соотношение сигналов автоматически корректирует данные. Больше не нужно крепить дополнительные датчики температуры, которые усложняют эксперимент и создают свои искажения потока.
По словам доктора Александра Романова, такая встроенная самокоррекция раньше была недоступна обычным люминофорам. Доктор Марк Куинн отмечает, что температурная поправка остаётся одной из главных проблем при использовании чувствительных к давлению красок, а решение из одной молекулы выглядит элегантнее и практичнее в реальных условиях испытаний.
Работа опубликована в журнале Advanced Optical Materials и входит в программу Манчестера по совершенствованию таких покрытий. Параллельно учёные разрабатывают платиновые краски с низкой чувствительностью к температуре. Вместе эти подходы приближают момент, когда конструкторы смогут получать максимально точные карты распределения давления на новых летательных аппаратах.
Одна молекула, два цвета света — и точность измерений в аэродинамической трубе растёт без лишнего оборудования.
