東北大學開發出記錄應力之新材料,可望促進構造診斷技術創新

 

刊登日期:2024/6/17
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日本東北大學開發出可記錄機械性刺激之應力的新材料,將該材料塗佈於構造物的表面,觀察殘光即可長期且定量地判讀過去承受的荷重,可望應用於道路、橋梁、隧道等構造診斷技術。東北大學與產業技術總合研究所等合作,發現添加了鐠(Pr)的Li0.12Na0.88NbO3具有應力紀錄(Mechanical Recording; MR)的機能,可追溯判讀過去出現的應力。目前已知添加了鐠的Li0.12Na0.88NbO3是一種同時兼具優異應力發光特性與壓電特性的多重壓電元件體(Multi-piezo),但此次研究首度確認了應力紀錄特性。

既有已知的應力發光體只有在應力產生的瞬間才能進行資訊觀測,為了判讀過往的荷重歷程,已有研究提出以應力發光材料與感光材料組成的應力紀錄材料。而這次新開發的MR機能應力發光體只須事前塗佈於對象物體上,利用閃光燈照射表面,即能以相機或光感知器測量殘光,進而取得過去出現的應力資訊。另經實證,即使經過5個月這些資訊依然存在。

將應力發光材料塗佈於道路、橋梁等構造物表面以檢測龜裂等的應力分佈可視化並非新技術,但無法取得過去承受過的機械性刺激資訊仍為其待解決的課題。然而這次開發的新材料,不需要電源或複雜的裝置,即可記錄構造物承受之機械性刺激所產生的應力,並可予以回溯判讀。今後若與互聯網技術結合,將可望改善構造診斷檢查的人力、經費等問題。


資料來源: https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2024/05/press20240509-02-force.html
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