材料退化并加班损坏。不幸的是,直到结构已经破裂,通常很难检测到这些损害。到这个时候,维修可能已经太困难了,甚至昂贵。
但是,一种新的聚合物损伤指示系统可以自动突出显示可能损害的区域材料。
通过突出破裂,刮擦和压力的区域,该系统允许工程师在有问题的区域变得更糟并变得更加问题之前处理问题。
帮助开发警告系统的伊利诺伊大学Urbana-Champaign的南希·索托斯(Nancy Sottos)表示,聚合物容易受到可能难以检测的小裂缝形式的损害。
她指出,即使是小规模的裂纹也会显着损害聚合物材料的功能和完整性。但是,他们开发的材料可以早期警告此类问题。
Sottos及其同事将环氧树脂嵌入了pH敏感染料的微小微囊。一旦聚合物得到裂缝,划痕或断裂,胶囊断开环氧树脂和染料之间的反应的开放设置,从而导致颜色从浅黄色变为鲜红色。
因为当损坏更深时,更多的微胶囊被打破了,因此所产生的颜色变得更加强烈。这使得可以视觉评估损坏程度。
研究人员在其他们的文章中写道:“高分辨率通过基于微胶囊的聚合物材料系统实现了机械损伤的原位自动视觉指示。”学习,发表在期刊上高级材料是1月11日。
“机械损伤后,破裂的微胶囊释放出液体指示分子。”
研究人员发现,该系统用于一系列聚合物材料,这些材料可用于涂层底物,包括玻璃,金属和聚合物。该系统似乎还具有长期稳定性,没有颜色褪色,也没有微胶囊泄漏以产生误报。
这样的系统可以在太空运输,车辆和石油管道中具有有用的应用,其中一部分失败可能会导致昂贵的后果难以修复。
“在可能发生重大腐蚀或其他问题之前检测损害,可以提高涂层结构和复合材料的安全性和可靠性,”说研究研究员斯科特·怀特(Scott White)。