Ученые из Делавэрского университета (США) разработали ударопрочный датчик на базе нанотрубок, который в сочетании с технологией электроимпедансной томографии (ЭИТ) способен обнаружить скрытые дефекты инженерных сооружений любых форм. Результаты исследования опубликованы в Journal of Nondestructive Evaluation.
©Wikipedia
Метод ЭИТ широко применяется в медицине с 1980 года. Технология позволяет неинвазивно визуализировать состояние внутренних органов в динамике на основании оценки проводимости биоматериала. Как инструмент диагностики ЭИТ также используется при сканировании невидимых повреждений дорог, мостов и других объектов инфраструктуры. Но в этом случае ее эффективность ограничена одномерными измерениями, что не позволяет обнаружить и детализировать многие дефекты.
В качестве альтернативы исследователи создали датчик из арамидного волокна, покрытого углеродными нанотрубками. С помощью техники трансферного формования устройство пропитывалось эпоксидной смолой в вакуумном усилителе и корректировалось для повышения ударопрочности и чувствительности к электромеханическим стимулам.
Реконструкцию структуры объекта датчик осуществляет изотропно за счет 32 электродов, расположенных вдоль его границ. Фактически он может быть размещен на различных подложках и объектах любой формы, не допуская искажения проводимости из-за механических воздействий. По словам ученых, производство датчика отличается экономичностью, так как не требует большого объема нанотрубок. Кроме того, конструкция позволяет модифицировать его под конкретные задачи.
Технология тестировалась на композитном ламинате: датчик должен был обнаружить невидимые дефекты, возникающие вследствие серии ударов. Полученные данные сравнивались с результатами внешнего осмотра и термограммы.
«Хотя мы столкнулись с некоторой переоценкой размеров трещин и неидеальным воспроизведением форм, датчик сумел зафиксировать повреждения задолго до инфракрасной термографии. В настоящее время мы работаем над повышением прогностической точности прибора. После мы испытаем его в лабораторных условиях для дальнейшей апробации в естественных условиях», — сообщил доктор Томас Шумахер.
