Microcapsule‐Based Self‐Reporting Materials: Moving Beyond Detection Toward Quantification of Microscale Damage

微尺度化学 航空航天 材料科学 压力(语言学) 纳米技术 机械系统 信号(编程语言) 计算机科学 电流(流体) 结构健康监测 信号处理 内应力 航空航天材料 灵活性(工程) 光学传感 聚合物
作者
Minghan Hu
出处
期刊:ChemSystemsChem [Wiley]
卷期号:8 (2)
标识
DOI:10.1002/syst.202500044
摘要

Abstract Inspired by biological systems that can visualize damage through optical signal such as bruising or bleeding, microcapsule‐based self‐reporting materials offer a promising strategy for autonomous detection of mechanical stress. These systems embed dye‐filled microcapsules in polymer matrices, which rupture under stress to release optical signals. However, most of these systems only indicate whether damage has occurred, without providing information about how much damage or force was involved. This concept paper introduces self‐reporting microcapsule systems and explores how they can be further developed to quantify microscale mechanical damage. Recent innovations enable force quantification through intensity‐based outputs, ratiometric spectral shifts, multilayer capsule architectures, and rupture threshold engineering. By overcoming the current limitation of damage detection, force‐resolved self‐reporting materials open new possibilities for smarter, safer, and more durable systems in aerospace and infrastructure.

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