材料退化並加班損壞。不幸的是,直到結構已經破裂,通常很難檢測到這些損害。到這個時候,維修可能已經太困難了,甚至昂貴。
但是,一種新的聚合物損傷指示系統可以自動突出顯示可能損害的區域材料。
通過突出破裂,刮擦和壓力的區域,該系統允許工程師在有問題的區域變得更糟並變得更加問題之前處理問題。
幫助開發警告系統的伊利諾伊大學Urbana-Champaign的南希·索托斯(Nancy Sottos)表示,聚合物容易受到可能難以檢測的小裂縫形式的損害。
她指出,即使是小規模的裂紋也會顯著損害聚合物材料的功能和完整性。但是,他們開發的材料可以早期警告此類問題。
Sottos及其同事將環氧樹脂嵌入了pH敏感染料的微小微囊。一旦聚合物得到裂縫,划痕或斷裂,膠囊斷開環氧樹脂和染料之間的反應的開放設置,從而導致顏色從淺黃色變為鮮紅色。
因為當損壞更深時,更多的微膠囊被打破了,因此所產生的顏色變得更加強烈。這使得可以視覺評估損壞程度。
研究人員在其他們的文章中寫道:“高分辨率通過基於微膠囊的聚合物材料系統實現了機械損傷的原位自動視覺指示。”學習,發表在期刊上高級材料是1月11日。
“機械損傷後,破裂的微膠囊釋放出液體指示分子。”
研究人員發現,該系統用於一系列聚合物材料,這些材料可用於塗層底物,包括玻璃,金屬和聚合物。該系統似乎還具有長期穩定性,沒有顏色褪色,也沒有微膠囊洩漏以產生誤報。
這樣的系統可以在太空運輸,車輛和石油管道中具有有用的應用,其中一部分失敗可能會導致昂貴的後果難以修復。
“在可能發生重大腐蝕或其他問題之前檢測損害,可以提高塗層結構和復合材料的安全性和可靠性,”說研究研究員斯科特·懷特(Scott White)。