نانولوله‌ها از عیوب سازه‌های عمرانی خبر می‌دهند

یک تیم تحقیقاتی کاربرد ترکیباتی از نانولوله های کربنی را به‌عنوان حسگرهایی برای تضمین سلامت سازه های عمرانی مورد بررسی قرار دادند. مزیت کلیدی این حسگرهای اختراع شده قابلیت اتصال آن به سازه های مختلف با هر شکل و طرحی است. این حسگرها می‌توانند نقص های ساختاری سیستم را شناسایی کرده و از وقوع حوادث خطرناک جلوگیری کند.

یک تیم تحقیقاتی کاربرد ترکیباتی از
نانولوله‌های کربنی را به‌عنوان حسگرهایی برای تضمین سلامت سازه‌های عمرانی
مورد بررسی قرار دادند. 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 به‌وجود نواقصی در
طراحی مربوط می‌شد که منجر به شکستن ساختار در حین عملکرد آن گردید. هم
اکنون یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه دلاور در حال توسعه یک سیستم کنترل ایمنی
ساختارها است که قادر به جلوگیری از وقوع چنین مصیبت هایی در آینده است.

تاستنسون و شوماخر از مرکز مواد کامپوزیتی دانشگاه دلاور با دریافت بودجه‌ای
برابر با ۳۰۰۰۰۰ دلار در حال بررسی استفاده از نانولوله‌های کربنی به‌عنوان
یک پوسته هوشمند در سازه های عمرانی هستند.

 

 
تلاش محققان دانشگاه دلاور نوید بخش استفاده از نانولوله‌های کربنی در
طراحی سیستم‌های کنترل ایمنی سازه‌های عمرانی
 
در پژوهش‌های اولیه، این دو محقق دریافتند
که ساختارهای مرکب از نانولوله های کربنی و فایبرگلاس، به‌عنوان 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 مسئول بخش مکانیکی پروژه در مقیاس بزرگ، ادعا می‌کند که حساسیت
پوسته می‌تواند ساختاری باشد در جایی که نانولوله ها به‌منظور تقویت ساختار
اضافه می‌شوند و می‌تواند غیر ساختاری باشد در جایی که نانولوله ها به‌عنوان
حسگر به ساختار اضافه می‌شوند.

تاسنسون مسئول بخش فراوری مواد و آنالیز حساسیت ساختار، خاطر نشان می‌کند:
“کوچکی نانولوله‌ها به نفوذ آنها در نواحی بین الیاف و ایجاد فواصلی بین
آنها می‌شود. نانولوله ها به‌طور یکنواختی 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 به‌علاوه حساسیت این مواد به شناسایی راحت این نقاط
کمک کرده و می تواند 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
سازه های 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!