مشاهده آسیب ساختاری با استفاده از کامپوزیت نانولوله‌های کربنی

پژوهشگران آمریکایی موفق شدند سیستم جدیدی برای رصد آسیب‌های ساختار در حین کار ایجاد کنند. این سیستم با بهره‌گیری از کامپوزیت نانولوله‌های کربنی قادر است بخش‌هایی که در آنها ترک یا فشار وجود دارد را از طریق تصویربرداری گرمایی، شناسایی کند.

پژوهشگران آمریکایی موفق شدند سیستم جدیدی برای رصد آسیب‌های ساختار در حین کار ایجاد کنند. این سیستم با بهره‌گیری از کامپوزیت نانولوله‌های کربنی قادر است بخش‌هایی که در آنها ترک یا فشار وجود دارد را از طریق تصویربرداری گرمایی، شناسایی کند.
سیستم‌های تشخیص آسیب در برخی سیستم‌های شهری و هواپیماها استفاده می‌شود. برای مثال در هلیکوپترها این سیستم، لرزش جعبه دنده و یاطاقان‌ها را رصد کرده و پیش از این که واقعه خطرناکی پیش آید آن را نشان می‌دهد. در برخی سیستم‌ها از مدل‌سازی کامپیوتری برای پیش بینی زمان بروز آسیب استفاده می‌شود.
در این روش جدید از ترموگرافی برای مشخص کردن نقطه آسیب دیده استفاده می‌شود. در این سیستم، ساختار حرارت داده می‌شود و با استفاده از دوربین اشعه مادون قرمز آن را مورد ارزیابی قرار می‌دهند. گرمای عبوری را روی مناطقی که فشار بر آنها وارد می‌شود یا ترک‌های کوچک در آنجا ایجاد شده، متمرکز می‌کنند. این الگوها روی دوربین ضبط می‌شود. اما تمام سیستم‌هایی که در حال حاضر برای ترموگرافی استفاده‌ می‌شوند، همگی نیاز به حرارت دادن دارند. این عمل به شکلی انجام می‌شود که منبع خارجی تولید حرارت می‌کند و این موضوع مانع از استفاده از این سیستم‌ها برای رصد در حال کار (Real time) می‌شود.
برایان واردل و همکارانش در موسسه فناوری ماساچوست بر این مشکل فائق آمدند. آنها برای این کار از یک سیستم ترموگرافیک مبتنی بر کامپوزیت نانولوله‌های کربنی استفاده کردند که خودش منبع تولید حرارت داشت. این کامپوزیت می‌توانست در ساختارهای مورد نظر قرار گیرد و هنگامی که به آن ولتاژ اعمال می‌شود، گرم شود. با این روش گرما به عمق بیشتری از ساختار نفوذ می‌کند و از آنجایی که این کامپوزیت در بدنه قرار دارد خواص مکانیکی ساختار را نیز بهبود می‌بخشد.
گروه تحقیقاتی واردل برای ساخت این کامپوزیت، نانولوله‌های کربنی را روی الیاف آلومینیومی رشد داد و سپس الیاف را به‌هم بافتند در نهایت نیز این مجموعه را با رزین‌های اپوکسی محاط کردند. در یک تست، آنها حفره‌ای روی مرکز یک قطعه بزرگ کامپوزیت ایجاد کردند و سپس به آن ولتاژی معادل ۲ ولت اعمال کردند در همین اثنا، کامپوزیت را از دو طرف کشیدند تا پاره شود. با استفاده از یک دوربین اشعه مادون قرمز، آنها موفق شدند نقاط داغ را در اطراف حفره‌ها مشاهده کنند، نقاطی که فشار زیادی روی آنها بوده است. در این تست پیش از پاره شده کامپوزیت ترک‌هایی به رنگ روشن ظاهر شده که با دوربین رصد شده است.