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    研究人员找到了一种使用染料分子的方法,以查看正在测试用于桥梁,汽车和体育用品的某些新型复合材料的内部,中国建材网,cnprofit.com
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    研究人员找到了一种使用染料分子的方法,以查看正在测试用于桥梁,汽车和体育用品的某些新型复合材料的内部
    2021年05月08日    阅读量:621    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿

    消费者需要节油的车辆和高性能体育用品,市政当局需要防风雨的桥梁,而制造商则需要更有效的方法来制造可靠的汽车和飞机。


    现在需要的是新型轻质节能复合材料,即使长时间暴露于环境或结构应力下也不会破裂或破裂。


    为了帮助实现这一目标,美国国家标准技术研究院(NIST)的研究人员开发了一种将纳米级损伤感应探头嵌入由环氧树脂和丝绸制成的轻质复合材料中的方法中国建材网cnprofit.com


    研究人员找到了一种使用染料分子的方法,以查看正在测试用于桥梁,汽车和体育用品的某些新型复合材料的内部 中国建材网,cnprofit.com


    这种被称为机械探针的探针可以加快产品测试的速度,并有可能减少开发多种新型复合材料所需的时间和材料。


    NIST团队使用一种称为罗丹明螺内酰胺(RS)的染料创建了探针,该染料在受到作用力的作用下从暗状态变为亮状态。在该实验中,分子被附着在基于环氧的复合材料内部的蚕丝纤维上。随着越来越多的力施加到复合材料上,应力和应变激活了RS,使其在被激光激发时发出荧光。


    尽管肉眼看不到这种变化,但使用了由NIST建造和设计的红色激光和显微镜在复合材料内部拍照,甚至可以看到复合材料内部最细微的裂缝和裂痕,并揭示出光纤的位置。骨折了。该结果今天发表在《高级材料界面》杂志上。


    复合材料设计中使用的材料多种多样。在自然界中,蟹壳或象牙(骨头)等复合材料是由蛋白质和多糖制成的。在这项研究中,环氧树脂与牛津大学Fritz Vollrath教授的研究小组使用家蚕蚕丝制成的蚕丝丝结合使用。


    纤维增强聚合物复合材料(例如本研究中使用的一种)结合了主要成分的最有益方面-纤维的强度和聚合物的韧性。但是,所有复合材料的共同点是组件之间会存在接口。该界面的弹性对于复合材料承受损坏的能力至关重要。薄而灵活的接口通常受到设计师和制造商的青睐,


    NIST研究团队的负责人杰弗里·吉尔曼(Jeffrey Gilman)说:“长期以来,人们一直在测量复合材料的宏观性能。“但是数十年来,挑战一直是确定接口内部发生的事情。”


    一种选择是光学成像。然而,用于光学成像的常规方法仅能够以小至200-400纳米的规模记录图像。


    一些界面的厚度只有10到100纳米,这使得这种技术对于复合材料中的相间成像有些无效。通过在接口处安装RS探头,研究人员能够使用光学显微镜专门“看到”在接口处的损坏。


    NIST研究小组正计划扩大研究范围,以探索此类探针也可用于其他类型的复合材料。


    他们还希望使用这种传感器来增强这些复合材料承受极端寒冷和高温的能力。对复合材料的需求也很大,尤其是用于建造更具弹性的基础设施组件(例如桥梁和风力涡轮机的巨型叶片)时,它们也能承受长时间的水浸。


    研究团队计划继续寻找更多的方式来使用损坏传感器,例如本研究中的传感器,以改进现有复合材料的标准并为未来的复合材料创建新的标准,以确保这些材料安全,坚固和可靠。 。


    吉尔曼说:“我们现在有了一个损坏传感器,可以帮助优化复合材料以适应不同的应用。” “如果您尝试进行设计更改,则可以确定所做的更改是改善还是削弱了复合材料的界面。”


    标签:行业资讯原料动态今日头条产品资讯建材应用市场评论成品材料建筑基材建筑施工建筑材料
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