تشخیص ترک های روی سازه های شهری با حسگر نانو
زلزله طولانی، قدمت وانفجار عواملی هستند که می توانند به جاده ها، پل ها و سازه های شهری آسیب بزنند. بسیاری از این آسیب ها با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست. درصورت رصد آن ها می توان پیش از افزایش آسیب دیدگی آن را برطرف کرد.
دو محقق از دانشگاه دلوار آمریکا چند سال قبل روی ساخت کامپوزیت های نانولوله کربنی کار کردند. آن ها به دنبال تولید پوستی هوشمند برای سازه ها بودند.
نتیجه فعالیت چند سال اریک توستنسون و توماس شوماخر نتیجه داد و آن ها موفق به ارائه راهبردی موسوم به توموگرافی مقاومت الکتریکی (EIT) شدند که در آن از الکترودهایی برای سنجش هدایت الکتریکی سازه ها می توان استفاده کرد.
این روش غیرتهاجمی بوده و مشابه آن از دهه 80 میلادی برای تصویربرداری پزشکی مورد استفاده قرار گرفته است.
این گروه تحقیقاتی حسگرهای مبتنی بر نانولوله کربنی ساختند که می توان از آن ها در EIT استفاده کرد.
توستنسون می گوید: «پیش ازاین امکان استفاده از کامپوزیت های نانولوله کربنی در ساخت حسگرها مورد بررسی قرار گرفته و تأیید شده بود. در روش هایی که تاکنون ارائه شده، یک سری اندازه گیری یک بعدی از ساختارهای دوبعدی انجام می شود. اما این روش ها تنها برای بررسی یک شبکه مشخص قابل استفاده است در حالی که روش ما برای سازه های مختلف قابل پیاده سازی است.»
این حسگرهای نانولوله ای را می توان روی سطوح مختلف با هر نوع شکلی قرار داد تا آسیب احتمالی روی آن شناسایی شود. با این کار محل آسیب قابل شناسایی است. شوماخر معتقد است که مزیت این روش آن است که می توان از آن در حجم انبوه استفاده کرد؛ در واقع برای سازه های بزرگ با هزینه کم این روش قابل پیاده سازی است.
این گروه این روش را روی یک سازه مورد آزمایش قرار داده و موفق به شناسایی آسیب موجود در محل شدند. نوع آسیب با استفاده از دوربین مادون قرمز قابل تصویربرداری است. این گروه نشان دادند که هر نوع آسیب اولیه روی سازه و ترک های بسیار ریز با این روش قابل شناسایی است و در حال حاضر روی بهبود الگوریتم های این روش کار می کنند تا دقت و کارایی آن را ارتقاء دهند. این گروه نتایج یافته های خود را در نشریه Nondestructive Evaluation منتشر کردند.
