REKLAMA

Newsletter

Dołącz do newslettera:
Zaznacz, jakie informacje Cię interesują:

Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych przez wydawcę serwisu rynekfarb.pl w celu realizacji usługi „Newsletter rynekfarb.pl". Zapoznałem/zapoznałam się z pouczeniem dotyczącym prawa dostępu do treści moich danych i możliwości ich poprawiania. Jestem świadom/świadoma, iż moja zgoda może być odwołana w każdym czasie, co skutkować będzie usunięciem mojego adresu e-mail z listy dystrybucyjnej usługi.

Potwierdzam zaznajomienie się z Instrukcją dla subskrybentów oraz z Polityką prywatności.

Kliknij i zapisz się bezpłatnie do naszego newslettera ›

Farba do detekcji naprężeń

Naukowcy z Rice University stworzyli nowy rodzaj farb na bazie nanorurek węglowych, który może służyć do detekcji naprężeń w elementach budowlanych, samolotach czy statkach kosmicznych.

fot. greekgod (rgbstock.com)

Nowa technologia pozwala wykryć deformacje materiału na długo przed tym, jak zaczynają być widoczne gołym okiem. Do tego detekcja jest bezdotykowa – wystarczy laser i mały spektrometr podczerwieni – a pomiaru dokonać można w dowolnym kierunku i dowolnym punkcie elementu. Decyduje to o przewadze tego rozwiązania nad obecnie stosowanymi czujnikami, które muszą być fizycznie połączone z przyrządami odczytowymi i umożliwiają pomiar tylko w określonych miejscach.

Profesor z Rice University, Bruce Weisman, odkrył fluorescencyjne właściwości nanorurek węglowych w 2002 roku i od tamtej pory pracował nad przyrządami optycznymi umożliwiającymi badanie nanorurek. Zaś Satish Nagarajaiah, profesor inżynierii lądowej i środowiskowej oraz inżynierii mechanicznej i materiałoznawstwa z Rice University, w roku 2004 opracował wraz ze swym zespołem czujnik naprężeń wykorzystujący właściwości elektryczne nanofilmów węglowych (gęstych sieci nanorurek).

Pomysł wspólnego projektu dotyczącego detekcji naprężeń na podstawie odkształceń nanorurek węglowych zrodził się w roku 2010, podczas warsztatów w NASA, w których obydwaj naukowcy wzięli udział. Weisman podjął wówczas kwestię hipotetycznego systemu wykorzystującego lasery do detekcji naprężeń w pokrytych nano-farbą skrzydłach promów kosmicznych. Nagarajaiah zaproponował, aby wcielić ten pomysł w życie.

Zjawisko, na którym bazuje wynalazek profesorów z Rice University, to duże, przewidywalne przesunięcia długości fali w kierunku podczerwieni wykazywane przez stymulowane laserem nanorurki węglowe poddane rozciąganiu lub ściskaniu. Jeśli farba naniesiona jest na jakiś element, to jej warstwa – a więc i każda nanorurka, 50 tysięcy razy cieńsza od ludzkiego włosa – podlega takim samym naprężeniom jak podłoże, na którym tworzy powłokę, i może dać jasny obraz tego, co dzieje się „pod spodem”.

Dzięki temu, że laser można skierować na którykolwiek punkt badanego obiektu, detekcja naprężeń jest bezdotykowa i można jej dokonać w różnych warunkach. Umożliwia to stworzenie dokładnej mapy naprężeń całego elementu. Ponadto, jak przekonuje profesor Nagarajaiah, nowe farby mogą również przynosić inne korzyści – np. chronić przed korozją lub poprawiać wytrzymałość pokrywanego nimi materiału.

Weisman zapowiedział jednak, że przed wprowadzeniem na rynek produkt wymaga jeszcze dalszych badań. Konieczna jest optymalizacja składu farby i jej procedury przygotowania, a także ustalenie najlepszej metody nanoszenia na podłoże. „Są jeszcze subtelności związane z oddziaływaniem między nanorurkami, polimerowym nośnikiem oraz podłożem, które mogą wpływać na stabilność przesunięcia widmowego promieniowania. W praktyce są to bardzo istotne kwestie” – mówi profesor.

Wszystko to nie są jednak problemy nie do przeskoczenia, podobnie jak kwestia podręcznego detektora optycznego. Obecnie dostępne są już kompaktowe, zasilane bateriami spektrometry podczerwieni, a także miniaturowe lasery i przyrządy optyczne. Nie ma więc konieczności opracowywania nowych technologii, wszystko to tylko kwestia połączenia już dostępnych komponentów.

Praca dotycząca farb służących do detekcji naprężeń opublikowana została w czerwcu bieżącego roku w czasopiśmie Nano Letters należącym do American Chemical Society.

źródło: Rice University

Czytaj również

Oceń artykuł:
Oceń pozytywnieOceń negatywnie
50%
50%
Ocen: 0
Loading...Loading...
Napisz do redakcji
Podziel się

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Możesz użyć następujących tagów oraz atrybutów HTML-a: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

 REKLAMA