"Умное" нанопокрытие обнаруживает мельчайшие повреждения в строениях и конструкциях

Ученые из университета Стратклайд (Strathclyde University) разработали состав нового "умного" нанопокрытия, которое может использоваться для обнаружения микротрещин и крошечных повреждений различных конструкций и строений, таких как мосты, шахты, башни и лопасти ветрогенераторов. Это покрытие, своего рода краска, состоит из зольной пыли в которой "замешаны" углеродные нанотрубки, упорядоченные особым образом, благодаря чему состав может проводить электрический ток.

Дэвид Макгэхон (David McGahon), один из участников проекта, рассказывает: "Когда материал, содержащий сетку из углеродных нанотрубок, подвергается изгибу или деформации, это деформирует углеродные нанотрубки. При этом весьма значительно изменяется удельная электрическая проводимость всего материала". Измеряя изменения электрической проводимости с помощью встроенных в материал покрытия электродов, можно судить о напряженности конструкции и наличии в ней структурных дефектов. После того, как состав покрытия окончательно затвердевает и полимеризуется, он становится похожим по свойствам на цемент, что делает его маловосприимчивым к отрицательным условиям окружающей среды.

"Электроды, введенные в материал покрытия, подключаются к малогабаритной батарее и датчику с беспроводным передатчиком. Такие датчики располагаются по поверхности всей контролируемой конструкции или зданию. Совокупность данных от всех датчиков позволит оценить состояние всего строения в целом и весьма точно локализовать возникшие повреждения" - рассказывает Дэвид Макгэхон.

В опытном варианте источником энергии для датчика является аккумуляторная батарея, но в случае установки такого покрытия на реальных объектах будут максимально использоваться методы извлечения энергии из окружающей среды. "Если система находится в туннеле, то источником энергии могут стать колебания, производимые движущимися автомобилями или поездами. Если это устанавливается на мосту, то наилучшим выходом будет использование солнечной энергии и энергии ветра" - поясняет Макгэхон. - "В любом случае всегда можно найти метод или технологию, которая избавит от необходимости постоянно менять источники питания датчиков".

До настоящего времени ученые изготавливали покрытия с различным составом и подвергали их испытаниям. Делалось все это с целью обнаружения оптимального процентного содержания в составе покрытия углеродных нанотрубок. "Мы должны сделать процесс производства нового нанопокрытия экономически выгодным. При этом мы не должны пожертововать чувствительностью определения изгибов и напряжений".

Первые испытания нового "умного" нанопокрытия на реальных объектах начнутся в течение следующих одного-двух месяцев.