Sieć nanorurek wykryje defekty kompozytów

Sieć nanorurek wykryje defekty kompozytów

Badacze z Uniwersytetu Delaware odkryli sposób jak wykryć i zidentyfikować uszkodzenia wewnątrz materiałów kompozytowych. Nowa technika opiera się na wykorzystaniu sieci nanorurek węglowych, które działają podobnie jak ludzkie nerwy.

Odkrycie to może być dla naukowców świetnym narzędziem, dzięki któremu będzie możliwe poznanie cyklu życia wielu materiałów kompozytowych. Dodatkowo mogłoby być ważnym narzędziem do monitorowania staniu materiałów kompozytowych używanych w konstrukcjach wielu produktów, w tym samolotów pasażerskich.

Materiały kompozytowe są zazwyczaj tworzywami warstwowymi, tworzącymi warstwy połączonych włókien, np. Kevlaru, węgla czy szkła, zanurzonych w matrycy polimerowej rezyny. Tradycyjne materiały kompozytowe charakteryzują się wrodzoną słabością, wynikającą z faktu, że materiały plastyczne otaczające włókna są od nich mniej wytrzymałe.

Prowadzi to do powstawania tzw. słabych punktów w kompozytach, występujących na powierzchniach styku warstw matrycy. W rezultacie w materiałach tych występują defekty, w tym mikropęknięcia. Z czasem takie mikropęknięcia mogą stać się poważnym zagrożeniem dla jednolitej struktury kompozytu.

Badacze z Delaware są zadania, że nanorurki węglowe mogą być użyte do wykrywania defektów poprzez zaimplementowanie ich w całości materiału kompozytowego jako sieć zdolna do monitorowania stanu struktur materiału.

Ponieważ nanorurki węglowe przewodzą prąd, tworzą one nanosieć czujników, które funkcjonują podobnie jak nerwy w ludzkim ciele. Naukowcy podczas testów przepuszczali prąd przez sieć utworzoną z nanorurek – w razie obecności mikropęknięcia następowało zerwanie ścieżki przewodzenia prądu, co można łatwo wykryć i zlokalizować.

Sieć nanorurek jest minimalnie inwazyjna i stanowi zaledwie 0,15% całkowitej objętości kompozytu.

(lz)