Конструкции обретают «осязание» благодаря проводящей краске
Исследователи разработали новую технологию покрытия для бетона - «чувствительную кожу». Она может стать системой раннего предупреждения для бетонных конструкций, позволяя специалистам быстро реагировать на повреждения любых объектов – от мостов до атомных электростанций.
«Кожа» - это электропроводящий слой краски, которую можно наносить на строящиеся или уже существующие конструкции. Краска может включать в себя любое количество проводящих материалов, таких, как медь, что делает её относительно недорогой, утверждают разработчики – исследовательские группы из Университета штата Северная Каролина и Университета Восточной Финляндии.
Д-р Мохаммад Пур-Газ, доцент кафедры гражданского права, строительства и экологической инженерии в штате Северная Каролина, и его коллеги изложили свою работу в статье, опубликованной в июне в журнале «Умные материалы и конструкции».
- «Чувствительная кожа» может использоваться для широкого спектра структур, но изначально мы создавали её, чтобы помочь обеспечить целостность критически важной инфраструктуры – такой, как хранилища ядерных отходов, - говорит д-р Пур-Газ. – Идея заключается в быстром выявлении повреждений, чтобы их можно было восстановить до того, как они станут большими проблемами, а в случае с какой-то критически важной инфраструктурой – чтобы можно было принять меры общественной безопасности.
«Чувствительная кожа» наносится на структуру поверх электродов. Компьютерная программа пропускает небольшой ток между двумя электродами, и он циклически проходит через множество возможных комбинаций электродов.
Каждый раз, когда ток проходит между двумя электродами, компьютер контролирует и регистрирует электрический потенциал на всех электродах в конструкции. Эти данные затем используются для расчёта пространственно-распределённой электропроводности «чувствительной кожи». Если проводимость кожи уменьшается, это означает, что структура треснула или была повреждена иным образом.
Исследователи разработали набор алгоритмов, которые позволяют им регистрировать ущерб и определять, где возникло повреждение.
- Определение места повреждения на основе измеренных потенциалов электрода является сложной математической проблемой, - объяснил соавтор изобретения, доктор Аку Сеппанен, научный сотрудник Академии факультета прикладной физики Университета Восточной Финляндии. – Но нам удалось её решить.
Бетон - один из самых распространённых строительных материалов, и многочисленные исследователи работают над его усовершенствованием и придают ему новые качества. Например, добавляют в него шины или наделяют антиобледенительными свойствами.
Ставьте лайк, делитесь с друзьями в соцсетях!
Подписывайтесь на наш канал "Пространство для жизни"
