Невероятный прорыв: учёными разработана нанокраска

Невероятный прорыв: учёными разработана нанокраска

Новый тип краски с углеродными нанотрубками, разработанный в «Университете Райса» (Rice University), поможет обнаружить различные деформации в зданиях, мостах и самолётах, сообщает «zex2.ru».

Учёные называют свою смесь «натяжной краской» и надеются, что она поможет выявлять деформации в таких структурах, как крылья самолёта. Их исследование, которое было опубликовано в этом месяце в журнале «Nano Letters», описывает придуманное ими композитное покрытие, которое может быть прочитано портативным инфракрасным спектрометром.

Этот метод не требует физического соприкосновения со структурой и может показать, в каком месте материал демонстрирует признаки деформации задолго до того, когда дефекты станут видны невооружённым глазом. По словам исследователей, этот метод обладает значительным преимуществом по сравнению с обычными датчиками, которые должны быть физически связаны со считывающими устройствами. Кроме того, благодаря разработанной на базе нанотрубок системе, измерять деформацию можно в любом месте и в любом направлении.

В 2002-ом году профессор химии Брюс Вайсман (Bruce Weisman) открыл и интерпретировал флуоресценцию в ближнем инфракрасном диапазоне спектра от полупроводниковых углеродных нанотрубок. С тех пор он разработал и использовал новые оптические приборы для изучения физических и химических свойств нанотрубок.

В 2004-ом году Сатиш Нагарайя (Satish Nagarajaiah) — профессор гражданской и экологической инженерии, машиностроения и материаловедения в «Университете Райса», а также его сотрудники, разработали особый метод зондирования для осуществления контроля структурной целостности на макроуровне с использованием электрических свойств углеродных наноплёнок. С тех пор он продолжал исследовать новые методы зондирования с использованием различных наноматериалов.

Успехом обернулось то, что в 2010-ом году Вайсман и Нагарайя посетили один семинар «НАСА». На этом семинаре Вайсман выступил с докладом о флуоресценции нанотрубок. В полёте фантазии, он сказал, что разработал гипотетическую систему, которая будет использовать лазеры для выявления деформации на крыльях шаттла с нано-покрытием.

«Позже, я подошёл к нему и сказал: Брюс, мы действительно можем убедиться, работает ли это?», — поделился Нагарайя.

Флуоресценция нанотрубок отображает предсказуемый сдвиг длины волны, когда трубки искажаются благодаря растяжению или сжатию. Краска, содержащая нанотрубки, каждая из которых в 50000 раз тоньше человеческого волоса — может растянуться по всей поверхность и предоставить чёткую картину того, что происходит на ней.

«Для выявления деформации в самолётах, техники обычно используют обычные датчики, которые устанавливаются в определённых местах на крыло и подвергают его вибрационным испытаниям», — сказал Нагарая. «Такие испытания техники могут проводить только на земле и измерять только определённую часть крыла, где соединены тензодатчики. Но, благодаря нашему бесконтактному способу, техники могут направить лазер в любую точку крыла и получить абсолютно точную карту поверхности».

«Такой вид краски может быть разработан с многофункциональными свойствами и для конкретных устройств. Она может служить в роли защитной плёнки, которая препятствует распространению коррозии и может увеличить силу основного материала», — сказал Нагарайя.

Вайсман поделился, что проект потребует дальнейшего развития покрытия, прежде чем краска появится на рынке. «Мы должны оптимизировать детали состава краски и найти наилучший способ по нанесению её на поверхность», — сказал он. «Прежде чем мы начнём работать над созданием портативных считывающих устройств, все инженерные вопросы, касающиеся изготовления краски должны быть рассмотрены с невероятной точностью, чтобы гарантировать последующую безупречную работу».

«Также, имеются тонкости во взаимодействии между нанотрубками, и в том, как полимерные материалы и основания влияют на воспроизводимость и долговременную стабильность спектральных изменений. Для реальных измерений, эти вопросы являются невероятно важными», — говорит Вайсман.

Но, ни одна из этих проблем не является непреодолимой. По его словам, строительство портативного оптического считывающего устройства должно быть относительно простым.

«На данный момент уже имеется достаточно компактных инфракрасных спектрометров, которые могут работать от аккумулятора», — говорит Вайсман. «Миниатюрные лазеры и оптика, также вполне доступны. Так что мы не будем изобретать новые технологии, а постараемся использовать те компоненты, которые уже существуют.

Ведущим автором работы является Пол Визей (Paul Withey), адъюнкт-профессор физики в «Хьюстонском университете» (University of Houston), который провёл весь свой отпуск в лаборатории Вайсмана, чтобы изучить флуоресценцию нанотрубок в полимерах.

Поддержку в проведении данных исследований оказали: «Национальный научный фонд» (National Science Foundation), «Welch Foundation», «Air Force Research Laboratory» и «Infrastructure-Center for Advanced Materials».

Источник: zex2.ru

Похожие новости:
Роботы размером с молекулу — уже реальность
Швейцарские ученые сделали прорыв в создании нанотехнологий — создали искусственные молекулы из наноразмерных шариков.Как говорят сами изобретатели, это — большой прорыв в работе. Посредством созданных микророботов ученые смогут проводить исследования и бороться с раковыми и другими опухолями, а также устранять ..
2016-04-05 2530 0 Технология
1
Новые технологические схемы, основанные на ионах и молекулах
Клас Тубрандт, докторант органической электроники в Линчёпингском университете (Linkoping University), расположенном в Швеции, разработал интегрированный химический чип, сообщает «PC-News.info». Данные результаты только что были опубликованы в журнале «Nature Communications». Исследования группа «Organic Electronics» в Линчёпингском университете ранее ..
2012-05-30 1649 0 Технология
0
Рейтинг инновационной перспективности
Международная консалтинговая фирма KPMG Llp, занимающаяся международным аудитом, консалтингом и технологиями, составила рейтинг инновационной перспективности стран мира. Рейтинг стал результатом опроса 811 инвесторов, генеральных менеджеров и экспертов крупнейших компаний в сфере высоких технологий в развитых регионах ..
2013-07-19 1689 3 Технология
0
Учёными разработана биометрическая система распозновани
Исследователи из «Лаборатории биометрических технологий» (Biometric Technologies Laboratory) разработали новейшую модель для систем безопасности, которая объединяет в себе различные биометрические измерения — такие, как цвет глаз, форма лица и отпечатки пальцев и создали новую систему обучения, ..
2012-07-1 1624 0 Технология
0
Ученые: солнечные батареи будут работать в ИК диапозоне
Исследователи Массачусетского технологического института (MIT) совершили огромный прорыв в технологии солнечных батарей – ученые создали новый тип фотоэлементов, способных работать в инфракрасном диапазоне. До сих пор солнечные батареи не способны были функционировать в подобных условиях. Эта новая технология может ..
2012-06-26 3081 0 Технология
2
Шотландия будет производить сверх-дешёвый графен
Учёные из университета Глазго в Шотландии разработали инновационную технологию промышленного производства графена. Она позволяет снизить себестоимость этого применяемого в микроэлектронных компонентах материала практически в 100 раз. До сих пор графен производили методом осаждения кристаллов графита из газообразной фазы на специальную пластину.Эта ..
2015-11-22 5297 0 Технология
0
Новый уровень ядерной энергетики Прорыв
Начало строительство экспериментального завода «Прорыв» по производству топлива для первого в мире опытного реактора на быстрых нейтронах с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем, является действительно ядерным прорывом. Экспериментальный завод строится в Томской области, на базе Сибирского химического комбината. Это настоящее ..
2015-10-11 3877 0 Технология
2
Учёными создана невероятно мощная роботизированная рука
Конечно это трудно представить, но обычный сок налитый в пластиковый стаканчик может стать для робота большой проблемой. Пока одна рука твёрдо держит стеклянную бутылку, другая должна осторожно приподнять чашку. Исследователи из Саарландского университета (Saarland University) совместно ..
2012-03-31 1912 0 Технология
0
В РФ активно идут испытания перспективного ядерного топлива
Российские атомщики в настоящее время активно ведут испытания новейшего ядерного топлива, предназначенного для использования в атомном проекте РФ «Прорыв», цель которого — отработка новых технологий для атомной энергетики будущего, сообщил научный руководитель ОАО «НИКИЭТ», глава технического комитета ..
2014-10-08 2240 0 Технология
1
Прорыв в области медицины: протезы должны стать живыми органами
Ученые сделали настоящий прорыв в разработке протезов. Им удалось создать совершено новый материал, с помощью которого можно восстанавливать поврежденные нервные окончания, а также без каких-либо проблем соединять их между собою при помощи специальных электронных устройств. Необходимо отметить, ..
2012-03-17 3598 0 Технология
0
Новые полупроводники: время без перезарядки больше в десять раз
Исследователи из Рочестерского технологического института, международного консорциума полупроводников SEMATECH и Техасского государственного университета, продемонстрировали, что новые методы и материалы для создания интегральных микросхем, позволяют снизить потребление энергии до уровня, при котором время работы без перезарядки для портативных устройств увеличивается ..
2014-01-15 1450 0 Технология
0
В Японии научились создавать нервные клетки из кожи
В Японии специалистами создана универсальная методика получения нервных клеток из кожи. Данная разработка сможет помочь, по утверждению исследователей, в будущем лечить людей с повреждениями тканей ЦНС, которые возникают в результате поражений мозга, как головного, так и спинного. О прогрессе ученых ..
2015-05-04 1924 0 Технология
0
В России создали ядерные таблетки для "реакторов будущего"
Специалисты предприятия топливной компании госкорпорации «Росатом» ТВЭЛ «Сибирский химический комбинат» (СХК, ЗАТО Северск Томской области) впервые в мире изготовили и поставили заказчику несколько тонн таблеток ядерного топлива из нитрида урана, необходимых для моделирования новых ..
2017-01-07 4590 0 Технология
0
В Швейцарии построят острова из солнечных панелей
Совсем недавно компания Viteos заявил, что на озере Невшатель в западной Швейцарии будут строиться три запланированных острова. Каждый из островов будет иметь диаметр 25 метров и размещать по 100 фотоэлектрических панели. Как планируется, острова вступят в эксплуатацию не позднее 2014 года. Сама технология ..
2013-02-10 1540 0 Технология
1
Немецкие учёные совершают прорыв в лечении диабета
Исследователи обнаружили перспективные антидиабетические вещества класса аморфрутины, сообщает «WordScience.org». Корень лакрицы — успокаивает желудок и способствуют облегчению при заболеваниях дыхательных путей. Получивший звание «Лекарственные растения 2012 года», корень используется в традиционной медицине с древних времен. Исследователи ..
2012-04-18 2633 0 Технология
0