Самовосстанавливающиеся материалы в гражданском строительстве

Самовосстанавливающиеся материалы это тип умных материалов, которые обладают встроенной способностью устранять повреждения на ранних стадиях, которые в конечном итоге приведут к разрушению материала.
Это исследование вдохновлено природой, поскольку живые организмы уже обладают способностью к самовосстановлению (устранение повреждений, например, заживление ран, восстановление сломанных конечностей). Исследование проводится в Делфтском центре материалов при Делфтском технологическом университете, Нидерланды.

Темы, выбранные для исследований в области самовосстанавливающихся материалов, следующие:

Асфальтовые материалы
Биоинспирированные технические материалы
Цементные материалы
Композиты и гибриды
Металлы
Краски и другие покрытия
Структурные полимеры
Биологические системы
Теоретические модели, связанные с самовосстановлением
Характеристика поведения самоисцеления

Только недавно свойство самоисцеления было серьезно рассмотрено как желательная функция для искусственных материалов. Первое успешное включение функции самовосстановления в (искусственную) эпоксидную систему было осуществлено путем микрокапсулирования Скоттом Уайтом и его сотрудниками из Университета Иллинойса.
Теперь исследовательские группы по всему миру начали изучать эти концепции и системы материалов, которые придают самозаживляющие свойства для различных применений.

Действие самозаживляющихся материалов

Обычно трещины ремонтируются вручную, что сложно, поскольку трещины часто трудно обнаружить. Материал (полимеры, керамика и т.д.), который может восстанавливать повреждения, вызванные обычным использованием, может снизить производственные затраты в ряде различных промышленных процессов за счет увеличения срока службы деталей, снижения неэффективности со временем, вызванной деградацией, а также предотвращения затрат, связанных с разрушением материала.
Для того чтобы материал можно было определить как самовосстанавливающийся, необходимо, чтобы процесс заживления происходит без вмешательства человека.

Некоторые основные вопросы и ответы по самовосстанавливающимся материалам:

На что способны самовосстанавливающиеся материалы?

Когда в материале образуется трещина, он может восстановить пластическую деформацию и самовосстановиться. Он делает это без вмешательства человека.

Где можно использовать самовосстанавливающиеся материалы?

Они могут использоваться в спутниках или самолетах. Его также можно использовать в гражданской инфраструктуре и использоваться в протезировании, чтобы простая трещина не привела к новой операции.
Если трещина начинает двигаться по материалу, ее нужно немедленно остановить, иначе может произойти какая-нибудь авария. Распространение повреждения должно быть остановлено, чтобы предотвратить разрушение, но повреждение или трещину очень трудно обнаружить, если у вас нет доступа. Именно здесь можно использовать этот материал.

В чем важность этого исследования по самовосстанавливающимся материалам?

Отказ конструкционных материалов является огромной проблемой. Это исследование поможет в мониторинге здоровья конструкций с помощью самовосстановления. Этот материал может чувствовать повреждения и затем реагировать на них. Для того чтобы остановить повреждение, требуется всего несколько секунд.

Читайте далее: