Ученые предложили применять композитный материал с люминофорами как датчик
Исследование полимерных композитов с частицами люминофора, которое показало возможность их применения для мониторинга состояния конструкций, а также в строительстве, провели ученые из Института теоретической и прикладной механики (ИТПМ) им. С. А. Христиановича СО РАН, 22 августа сообщает издание СО РАН «Наука в Сибири» со ссылкой на пресс-службу института.
Композит был получен специалистами ИТПМ СО РАН методом диспергирования частиц люминофора с помощью ультразвука в матрицу из эпоксидной смолы.
Подробное изучение таких материалов дало ученым основания утверждать, что они могут использоваться не только в качестве источника для освещения в городской инфраструктуре, как было предложено ранее, но найти применение в строительной и промышленной сфере в качестве самостоятельных материалов, в том числе для диагностики деформаций в строительных конструкциях.
Преимуществами предложенных композитных материалов являются их прочность и жесткость в сочетании с легкостью, коррозийная устойчивость и способность выдерживать значительные перепады температур. А небольшое потребление энергии при изготовлении и возможность вторичной переработки делает их еще и экономичными.
Ученые ИТПМ СО РАН считают, что созданные ими материалы при их использовании в качестве датчиков помогут проводить диагностику состояния конструкций (их деформации или разрушения) как на поверхности, так и внутри зданий, мостов, балок или, например, в местах сварки трубопроводов.
Датчики будут определять зарождение трещин, деформации конструкции, подсвечивая эти места. Свечение можно отследить даже в случае, когда датчик помещен внутрь конструкции, а не на ее поверхности.
Для этого по оптоволокну, прикрепленному к датчику, информация о начале разрушения в виде светового сигнала будет передаваться на приемное устройство. Если же сами конструкции будут изготовлены из таких полимерных композитов, то деформацию можно будет обнаружить по подсветке самих конструкций.
Старший научный сотрудник ИТПМ СО РАН кандидат физико-математических наук Татьяна Брусенцева рассказала о задаче, стоящей перед коллективом:
«Итогом нашего исследования станет создание уникального композита, который будет обладать высокой конкурентоспособностью и перспективами для внедрения в промышленное производство в качестве энергосберегающего уличного освещения, а еще его можно использовать для диагностики повреждений композитных, железобетонных и других конструкций».
В планах исследователей еще ряд экспериментов для определения зависимости интенсивности свечения от приложенного напряжения. Полученные данные будут использованы в разрабатываемой специальной программе. Она покажет все участки разрушения материала в конструкции. Также с ее помощью ученые могут получить прогноз поведения этого полимерного композита под нагрузкой.
