Iako su bežični senzori za detekciju oštećenja postavljeni na mostovima i zgradama jeftiniji i lakši za postavku od ugrađenih žičanih mreža senzora, oni i dalje moraju biti u fizičkom kontaktu sa konstrukcijom koju nadgledaju.
Istraživači sa Univerziteta Rajs su sada napravili novu vrstu boje sa ugljeničnim nanocevima koja omogućava detekciju stresa materijala u zgradama, mostovima i avionima moguću bez potrebe za dodirivanjem materijala.
Boja sa nanotubama, koju naučnici sa Univerziteta Rajs nazvali "strain paint", oslanja se na prethodne radove profesora hemije sa Univerziteta Rajs, Brusa Vajzmena (Bruce Weisman), koji je 2002. godine predvodio tim naučnika koji su otkrili da su ugljenične nanotube fluorescentne i da njihove fizičke i hemijske osobine mogu biti otkrivene korišćenjem optičkim instrumenata.
Zbog toga što fluorescencija nanotuba pokazuje veliku, predvidljivu promenu u talasnoj dužini kada su ugljenične nanotube deformisane od strane tenzije ili kompresije, nova boja može da pruži jasnu sliku o opterećenju koje je vršeno na materijal na kome je obložena.
Za razliku od slične pametne boje sa nanotubama, koja je razvijena na Univerzitetu Stratklajd iz Glazgova (o kojoj smo pisali u časopisu Build), i koja se oslanja na povezane elektrode, nova boja omogućava merenje strukturalnih oštećenja na bilo kojoj lokaciji i u bilo kom pravcu uz upotrebu ručnog infracrvenog spektrometra.
"Kod aviona, tehničari obično primenjuju konvencijalne instrumente za merenje opterećenja i stresa na materijala na specifičnim lokacijama na krilima i podvrgnu ga vibrirajućem testu kako bi videli kako se materijal ponaša", kaže Satiš Nagaradžaiah (Satish Nagarajaiah), profesor na građevinskog i mašinskog inženjerstva, koji je radio sa Vajzmanom na razvoju boje.
"Oni ove testove mogu obavljati samo na zemlji i mogu da mere samo deo krila u određenim pravcima i lokacijama gde su žičani instrumenti povezani. Ali sa našom bezmrežnom tehnikom, oni bi mogli da usmere laser na bilo koju tačku krila i dobiti kartu oštećenja materijala u bilo kom pravcu."
Nagaradžaiah kaže da ova boja može biti prilagođena sa multifunkcionalnim svojstvima za određene primene. Na primer, kao zaštitni film koji sprečava koroziju osnovnog materijala. Ona je takođe prozirna, što znači da neće uticati na izgled samog osnovnog materijala.
Istraživači kažu da ova boja još uvek mora da se razvija pre nego što bude dostupna na tržištu, kako u pogledu optimizacije sastava i pripreme, tako i u pronalaženju najboljeg načina njene primene na površine. A ova pitanja izrade i inženjeringa se moraju rešiti pre razvoja portabl instrumenata za očitavanje opterećenja. Međutim, oni veruju da se svi ovi problemi mogu rešiti i da bi izrada ručnog optičkog čitača stresa materijala trebalo da bude relativno jednostavna.
"Već postoje prilično kompaktni infracrveni spektrometri koji bi mogli funckionisati na baterije", kaže Vajzman. "Minijaturni laseri i optika su takođe dostupni. Tako da to ne bi zahtevalo pronalaženje novih tehnologija, samo kombinovanje komponenti koje već postoje. Ja sam uveren da ako bi postojalo tržište, oprema za očitavanje bi bila minijaturizovana i pristojno upakovana. To nije naučna fantastika."
Studija istraživača sa Univerziteta Rajs je objavljena u časopisu Američkog hemijskog društva "Nano Letters". Istraživači objašnjavaju svoj rad u narednom videu (napomena: video je na engleskom jeziku).
