多年來,工程師在風洞中一直與一個隱藏的干擾因素搏鬥:溫度會扭曲飛機模型上的壓力讀數。普通發光塗料會同時對這兩個因素產生反應,誤差便不斷累積,直到加裝獨立的溫度感測器才能解決。
曼徹斯特大學的化學家和工程師與東芬蘭的同事合作,創造出一種能自行分離訊號的分子。它會同時發出紅光和藍光。紅光對氣壓和溫度都有反應,而藍光只對溫度有反應。比較兩種顏色的強度,就能即時扣除溫度干擾,得到純粹的壓力數值。
這種分子的核心是一個金原子,與環狀化合物吖啶相連。鍵結的位置決定了該物質發出哪種顏色:一種位置產生對壓力敏感的紅色磷光,另一種位置則產生依賴溫度的藍色螢光。芬蘭同事的計算幫助他們在實驗室合成之前就預測了這種行為。
這種分子被添加到一種特殊塗料中,再塗覆在飛機模型上。相機同時記錄兩種顏色,訊號的比例會自動校正數據。不再需要安裝額外的溫度感測器,那些感測器會使實驗複雜化,並對氣流造成自身的干擾。
據亞歷山大·羅曼諾夫博士所言,這種內建的自我校正功能,是普通發光體以往無法做到的。馬克·奎因博士指出,溫度修正仍然是使用壓敏塗料時的主要問題之一,而由單一分子構成的解決方案,在實際測試條件下顯得更為優雅且實用。
這項研究發表在《Advanced Optical Materials》期刊上,並屬於曼徹斯特改善此類塗層的計畫之一。與此同時,科學家正在開發對溫度低敏感的鉑基塗料。這些方法結合起來,正讓設計師能夠為新型飛行器取得最精確壓力分布圖的時刻越來越近。
一個分子,兩種顏色的光——風洞測量的精確度便無需額外設備而得以提升。
