«Чувствительная кожа» выявляет микротрещины и коррозию

Исследователи Университета Северной Каролины разработали многослойную «чувствительную кожу», способную обнаружить коррозию, трещины и наличие вредных веществ в структуре и просигнализировать об этом. 

Один из разработчиков Mohammad Pour-Ghaz говорит: «Мы создали покрытие, которое может быть применено к поверхности практически любой структуры и использоваться для контроля целостности удаленно и в режиме реального времени, выявляя потенциальные проблем задолго до того, они становятся катастрофическими».




Такая чувствительная кожа состоит из трех слоев, которые могут быть нанесены на поверхность какой-либо конструкции или прикрепиться, как обои. Первый слой является электропроводящим и используется исключительно для обнаружения трещин. Второй слой служит в качестве буфера между первым и третьим слоями. Третий слой обнаруживает трещины и выявляет специфические химические вещества, представляющих интерес.

Этот третий слой содержит металлические наночастицы, проводимость которых изменяется в присутствии определенных ионов. Изменением состава металлических наночастиц можно добиться выявления конкретных химических соединений. Например, если пользователь желает хотят контролировать утечку химических веществ из структуры, третий слой наносится внутрь конструкции. Для мониторинга внешних химических веществ, третий слой размещается снаружи.

Электроды крепятся по всему периметру конструкции, а компьютерная программа пускает небольшой ток между двумя электродами. Затем компьютер отслеживает и записывает электрический потенциал на всех электродах, размещенных на структуре. Эти данные  используются для вычисления пространственно распределенной электропроводности покрытия. Благодаря этому, можно обнаружить и локализовать повреждения и выявить присутствие целевых химических веществ.

В тестах на доказательство правильности концепции, исследователи применили свое покрытие для железобетона. Третий слой чувствительного кожи был разработан так, чтобы обнаружить хлориды, которые могут привести к коррозии в железобетоне. «Кожа показала себя очень хорошо», говорит Pour-Ghaz. «Нам удалось обнаружить трещины размером до нескольких сотен микрометров, и мы могли очень точно обнаружить любые случаи, в которых хлориды вступали в контакт с кожей. И хотя это доказательство правильности концепции испытывалось на бетоне, технология, при правильном применении, может быть использована для конструкционных материалов из металлов и полимеров».

Nauka24news

Опубликовал пост: admin

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.