多年来,工程师们在风洞中一直与一个隐蔽的干扰因素作斗争:温度会扭曲飞机模型上的压力读数。普通发光涂料会同时对这两个因素产生反应,误差不断累积,除非另设一个独立的温度传感器。
曼彻斯特大学的化学家和工程师与东芬兰的同行合作,创造出一种能够自行分离信号的分子。它同时发出红光和蓝光。红光既响应空气压力,也响应温度,而蓝光只响应温度。通过比较两种颜色的强度,就能即时扣除温度干扰,得到纯净的压力值。
该分子的核心是一个金原子,与环状化合物吖啶相连。键的位置决定了物质发出哪种颜色:一种位置产生对压力敏感的红光磷光,另一种位置产生依赖温度的蓝光荧光。芬兰同行的计算帮助在实验室合成之前就预测了其行为。
这种分子被添加到一种特殊涂料中,用于涂覆飞机模型。相机会同时记录两种颜色,信号比值会自动校正数据。不再需要安装额外的温度传感器,那些传感器会使实验复杂化,并给气流带来自身的扰动。
据亚历山大·罗曼诺夫博士称,这种内置的自校正功能此前是普通发光材料无法实现的。马克·奎因博士指出,温度修正仍然是使用压敏涂料时的主要难题之一,而由单一分子构成的解决方案在实际测试条件下显得更优雅、更实用。
这项研究发表在《Advanced Optical Materials》杂志上,并属于曼彻斯特大学改进此类涂层的计划的一部分。与此同时,科学家们正在开发对温度不敏感的铂基涂料。这些方法共同推动着这样一个时刻的到来:设计师们将能够获得新型飞行器上最精确的压力分布图。
一个分子,两种颜色的光——风洞测量的精度无需额外设备便能得到提升。
