Американские ученые из Университета Райса разработали покрытие на основе углеродных микротрубок, которое позволяет визуализировать напряжение в различных материалах. С помощью него можно фиксировать микротрещины и другие повреждения. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.
В 2002 году химик Брюс Вайсман обнаружил, что полупроводящие углеродные нанотрубки могут флуоресцировать в ближней инфракрасной области. В 2008 году он разработал ряд оптических инструментов, которые позволили изучать физические и химические свойства нанотрубок. Независимо от него в 2004 году Сатиш Нагараджая разработал бесконтактный оптический сенсор на основе пленок углеродных нанотрубок, который позволял фиксировать напряжения в материалах. С 2008 года ученые начали работать над общими проектами.
В новом проекте исследователи разработали покрытие на основе углеродных нанотрубок, который позволяет отслеживать напряжение и повреждения в разных материалах. Покрытие состоит из нескольких слоев. Первый представляет собой прозрачный праймер, второй — полиуретановый слой, который изолирует основу от нанотрубок. Последний слой состоит из раствора нанотрубок в толуоле. Также поверх всей структуры можно нанести дополнительный защитный слой. Для визуализации повреждений использовался лазер, который возбуждал флуоресценцию нанотрубок, и портативный спектрометр. Эта технология называется S4. Ученые сравнили ее эффективность с методом цифровой корреляции изображений (DIC), которая используется для сравнения изображений, и результаты были похожими.
Ученые провели ряд экспериментов с различными материалами, на которые наносили покрытие. К их числу относятся акриловые заготовки, бетонные блоки, алюминиевые пластины. В них вырезали отверстия, что позволило центрировать напряжения.
Технология S4 уже готова к внедрению в производство. Ученые считают, что она может эффективно визуализировать микротрещины и повреждения в металлах, пластиках и бетоне.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
