نانولوله‌ها از عیوب سازه‌های عمرانی خبر می‌دهند
یک تیم تحقیقاتی کاربرد ترکیباتی از نانولوله‌های کربنی را به عنوان حسگرهایی برای تضمین سلامت سازه‌های عمرانی مورد بررسی قرار دادند.
به گزارش بنانیوز (BanaNews.ir) مزیت کلیدی این حسگرهای اختراع شده قابلیت اتصال آن به سازه‌های مختلف با هر شکل و طرحی است. این حسگرها می‌توانند نقص‌های ساختاری سیستم را شناسایی کرده و از وقوع حوادث خطرناک جلوگیری کند.
در آگوست سال ۲۰۰۷ پل I-35W بر روی رود خانه می سی سی پی، فرو ریخت که منجر به کشته شدن ۱۳ نفر و زخمی شدن ۱۴۵ نفر شد. ریختن پل به وجود نواقصی در طراحی مربوط می‌شد که منجر به شکستن ساختار در حین عملکرد آن شد. هم اکنون یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه دلاور در حال توسعه یک سیستم کنترل ایمنی ساختارها است که قادر به جلوگیری از وقوع چنین مصیبتهایی در آینده است.
«تاستنسون» و «شوماخر» از مرکز مواد کامپوزیتی دانشگاه دلاور با دریافت بودجه‌ای برابر ۳۰۰ هزار دلار در حال بررسی استفاده از نانولوله‌های کربنی به عنوان یک پوسته هوشمند در سازه‌های عمرانی هستند.
در پژوهش‌های اولیه، این دو محقق دریافتند که ساختارهای مرکب از نانولوله های کربنی و فایبرگلاس، به عنوان یک پوسته و بسیار حساس به تغییرات تنش عمل کرده و منجر به توسعه صدمات وارده به ساختار و شناسایی نقاط معیوب سازه می‌شوند.
«شوماخر»، مسؤول بخش مکانیکی پروژه در مقیاس بزرگ، ادعا می‌کند که حساسیت پوسته می‌تواند در جایی که نانولوله‌ها به منظور تقویت ساختار اضافه می‌شوند، ساختاری باشد و می‌تواند در جایی که نانولوله‌ها به عنوان حسگر به ساختار اضافه می‌شوند، غیر ساختاری باشد.«تاسنسون» مسؤول بخش فرآوری مواد و آنالیز حساسیت ساختار، خاطرنشان می‌کند: کوچکی نانولوله‌ها به نفوذ آنها در نواحی بین الیاف و ایجاد فواصلی بین آنها کمک می‌کند. نانولوله‌ها به طور یکنواخت در ساختار فایبرگلاس قرار گرفته و بدون ایجاد تغییری در میکروساختار آن، عملکرد جدیدی به آن اعطا می‌کند. این روش می‌تواند نقص‌های ساختاری سیستم را شناسایی کرده و توجه ما را به چند نقطه خاص معطوف کند؛ به علاوه حساسیت این مواد به شناسایی راحت این نقاط کمک کرده و می‌تواند از وقوع حوادث خطرناک جلوگیری کند.
«تاستنسون» اشاره می‌کند که مزیت کلیدی این حسگرهای اختراع شده قابلیت اتصال آن به سازه‌های مختلف با هر شکل و طرحی است، هر چند که امکان قرارگیری آن در سازه‌های جدید در حین فرایند ساخت نیز امکان پذیر است.
بنا به گفته دو پژوهشگر اصلی این طرح، این ساختار بزرگترین ساختاری بود که «تاستنسون» و کوچکترین ساختاری بود که «شوماخر» تا به امروز با آن کار کرده‌اند!
نظرات