一種能進(jìn)行“無損自我檢測(cè)”的新材料

四針狀氧化鋅晶體的發(fā)光性能可隨附加在其上機(jī)械負(fù)荷的變化而變化，因此這種材料能夠幫助人們判斷復(fù)合材料內(nèi)部的損傷程度。

圖片來源：http://phys.org

1998年，一條在車輪上的細(xì)小裂痕導(dǎo)致了德國(guó)歷史上最嚴(yán)重的火車脫軌事故。然而問題是，對(duì)于此類裂痕，人們幾乎無法僅憑肉眼來發(fā)現(xiàn)。

可喜的是，近日，來自德國(guó)基爾大學(xué)、紐倫堡大學(xué)和慕尼黑工業(yè)大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)成功研制出一種可以在不同受力情況下發(fā)出不同顏色光線的復(fù)合材料。人們借此可以將材料疲勞與受損程度可視化。相關(guān)研究成果發(fā)表于最新一期的學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)材料》。

“我們發(fā)現(xiàn)，四針狀氧化鋅晶體的發(fā)光性能可隨附加在其上機(jī)械負(fù)荷的變化而變化，因此，這種材料能夠幫助我們判斷復(fù)合材料內(nèi)部的損傷程度。”基爾大學(xué)工學(xué)院博士約根德拉·米斯拉（Yogendra Mishra）說。

據(jù)他介紹，在一次實(shí)驗(yàn)中，科研團(tuán)隊(duì)將四針狀氧化鋅晶體加入到了硅樹脂聚合物中，并測(cè)試這種復(fù)合材料的一般屬性。然而他們發(fā)現(xiàn)，這種復(fù)合材料的強(qiáng)度要大于硅，同時(shí)，在紫外線照射下可以發(fā)出熒光。更加奇妙的是，當(dāng)這種材料被施加不同大小的機(jī)械應(yīng)力時(shí)，其熒光的顏色還會(huì)發(fā)生變化。

“這意味著，該材料可以在其即將崩潰時(shí)發(fā)出視覺警示信號(hào)。”慕尼黑工業(yè)大學(xué)教授柯德·佐弗蘭克（Cordt Zollfrank）說，“所以，它是一種可以‘報(bào)告’疲勞情況的有趣材料。”

該科研團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人雷納·阿德朗（Rainer Adelung）教授則表示，這一發(fā)現(xiàn)可用于制備多種類型的特種復(fù)合材料，“特別是建筑材料”。（來源：中國(guó)科學(xué)報(bào) 邱銳）