Новый материал фиксирует механическое напряжение посредством люминесценции
Исследователи из Тохокского университета разработали материал, который реагирует на механические воздействия, записывая их историю с помощью эффекта, называемого пост-люминисценцией. Информация сохраняется продолжительное время, таким образом нанесение материала на поверхности конструкций позволяет исследователям регистрировать изменения для определения количества нагрузок, которым была подвергнута конструкция.
Профессор Тохокского университета, автор исследования Чао-Нань Сюй отмечает, что новый материал впечатляет еще и тем, что работает без источника питания, сложного оборудования или необходимости наблюдения на месте.
Инновационный инструмент представляет собой механолюминесцентные материалы, которые излучают свет при механическом воздействии. Технологии обнаружения трещин и визуализация напряжений, были разработаны путем применения подобных материалов к поверхности конструкций. Однако ранее люминесценция могла наблюдаться только в момент механического воздействия, и информация о прошлых динамических нагрузках не могла быть восстановлена.
Исследователи изучили различные материалы, способные записывать историю прошлых механических нагрузок. Технология сочетает стресс-люминесцентные материалы с фоточувствительными, создавая систему, в которой материал излучает свет в ответ на механическое напряжение, и сохраняет его для последующего восстановления и анализа истории воздействий.
Впрочем, новая технология сталкивается с несколькими проблемами: общая сложность многослойной структуры, непредвиденные реакции, а также ряд температурных ограничений. Некоторые флуорофоры раскрывают историю прошлых нагрузок только при воздействии тепла. В этом случае их применение ограничено материалами, способными выдерживать высокие температуры.
Для извлечения информации об истории механических нагрузок новый материал наносится в виде покрытия на поверхность объекта, а затем освещается фонариком. Пост люминесценцию измеряют при помощи камер или датчиков света.
Исследование показало, что изображение полученное методом постлюминесценции количественно соответствует результатам, полученным с помощью традиционного метода анализа конечных элементов. Кроме того, исследование подтвердило, что новый материал сохраняет информацию о нагрузках даже спустя пять месяцев.
Профессор Тохокского университета, автор исследования Чао-Нань Сюй отмечает, что новый материал впечатляет еще и тем, что работает без источника питания, сложного оборудования или необходимости наблюдения на месте.
Инновационный инструмент представляет собой механолюминесцентные материалы, которые излучают свет при механическом воздействии. Технологии обнаружения трещин и визуализация напряжений, были разработаны путем применения подобных материалов к поверхности конструкций. Однако ранее люминесценция могла наблюдаться только в момент механического воздействия, и информация о прошлых динамических нагрузках не могла быть восстановлена.
Исследователи изучили различные материалы, способные записывать историю прошлых механических нагрузок. Технология сочетает стресс-люминесцентные материалы с фоточувствительными, создавая систему, в которой материал излучает свет в ответ на механическое напряжение, и сохраняет его для последующего восстановления и анализа истории воздействий.
Впрочем, новая технология сталкивается с несколькими проблемами: общая сложность многослойной структуры, непредвиденные реакции, а также ряд температурных ограничений. Некоторые флуорофоры раскрывают историю прошлых нагрузок только при воздействии тепла. В этом случае их применение ограничено материалами, способными выдерживать высокие температуры.
Для извлечения информации об истории механических нагрузок новый материал наносится в виде покрытия на поверхность объекта, а затем освещается фонариком. Пост люминесценцию измеряют при помощи камер или датчиков света.
Исследование показало, что изображение полученное методом постлюминесценции количественно соответствует результатам, полученным с помощью традиционного метода анализа конечных элементов. Кроме того, исследование подтвердило, что новый материал сохраняет информацию о нагрузках даже спустя пять месяцев.
- Алексей Павлов
- Tomoki Uchiyama, Chao-Nan Xu et al
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Секрет 14-го моря России: куда оно пропало и почему о нем снова заговорили?
Эксперты напоминают: Кроме Печорского, у России есть и 15-е «забытое» море, и оно тоже возвращается на карты...
Главная тайна Черного моря разгадана: Ученые рассказали, почему там на дне очень прозрачная пресная вода
Чтобы найти ответ, исследователям пришлось заглянуть на 8 тысяч лет назад...
Мегамонстры с 7-го этажа: в древних океанах шла такая война хищников, где у современных косаток не было бы ни единого шанса
Ученые рассказали, куда исчезли «боги» мезозойских морей и почему сейчас их существование было бы невозможно...
Золотой колокольчик из Эрмитажа: почему Владимир Путин запретил выставлять этот артефакт за границей?
Сколько сокровищ потеряла Россия в последнее время, пока не поняла, что договоры с Западом не стоят даже бумаги, на которой написаны?...
Мощнее леса в десятки раз: в ЮАР нашли «живые камни», которые выкачивают CO₂ с бешеной скоростью
Микробиалиты могли бы спасти Землю от потепления, но у этих «каменных насосов» есть один нюанс...
Супертелескоп James Webb только запутал ученых, а планета-«близнец» Земли стала еще загадочнее
Эксперты рассказали, почему самый мощный телескоп в истории не смог разобраться с атмосферой TRAPPIST-1e. Аппарат не виноват. Но тогда кто?...
Грядет научный прорыв: Зачем в последние годы ученые по всему миру создают очень странные компьютеры?
Новые аппараты… не просто живые: они стирают различия между ЭВМ и человеческим мозгом...
3500-летние рисунки на камнях российского острова Вайгач грозят переписать древнюю историю Арктики
Ученые рассказали, кем были мореходы из забытой цивилизации Русского Севера...
20-летнее наблюдение со спутников «сломало климат»: Теперь ученым придется полностью менять все теории
Зато теперь понятно, почему в двух близких городах могут быть... разные времена года...
Она нам больше не праматерь! Почему легендарную Люси могут «изгнать» из числа наших предков?
Ведущие антропологи мира схлестнулись в настоящей войне. Кто же окажется победителем?...
Американский авиалайнер резко рухнул на 7000 метров: эксперты считают виновником сбоя космические лучи из глубин Галактики
В этот раз катастрофа не произошла, но под угрозой электроника самолетов, космических аппаратов и даже автомобилей. Почему так происходит?...
Ученые рассказали, какой фрукт подчинил себе весь Китай
Как продукт с очень специфическим запахом стал управлять дипломатией и экономикой Юго-Восточной Азии?...