- 2011-02-22 10:10
- 作者:佚名
- 来源:科技日报
概念:可感知和回应环境的“智能”材料。简单的说,是被施加了机械力后,发生化学反应的聚合材料。其发出的信号可以变色,而这缘于内部一种特殊成分破裂后引起的化学反应,因此可借以看到材料的损伤情况。
据《大众机械》描述,以美国为例,基础设施需要全部更新,但很显然一切不可能一蹴而就,因此需要一个可靠的算法让人们知道哪一部分结构会最先崩溃,以便安排最为合理的改造计划。这时候,我们就可以拿出“机械响应聚合物”这项技术。
当机械响应聚合物这种材料受到力的作用时,它会改变颜色,因而可以看到材料的损伤程度。这个现象的原理可以用于许多场合,除了大方面的基础设施改造,还可用于各种物体的涂层,从桥梁到机翼,甚至对起重行业的钢丝绳进行检测,以维护高危险度作业的安全。
对于工程师们而言,这项技术令他们大松一口气,因为该材料可降低其在关键结构中的过失疏忽。而且,当金属和混凝土材料开始腐朽和无法承重时,众多小裂缝是典型的提醒信号,但是在一般情况下,塑料断裂前几乎不会有任何征兆。而现在,机械响应聚合物的变色将在其断裂前给出预警。
在2010年8月,美国伊利诺斯大学的研究人员公布了对变色聚合材料的研究成果,就为更好地进行钢丝绳的检查和探伤铺平了道路。其在自修复功能材料研究基础上进行扩展,利用包括环氧树脂涂层、纤维复合材料和橡胶等,过程则是通过共价键将化合物螺吡喃巧妙融合到聚合材料中,当中心某种成分链接断裂后,其从吸光形式转变成可见光谱,就使颜色发生变化。尽管该技术还没有达到商业应用的水平,但却为开发出损伤探测的有效方法铺平了道路。