可“报告”受损情况的复合材料

最近,来自德国基尔大学、纽伦堡大学和慕尼黑工业大学的科研团队成功结合针状氧化锌晶体的发光特性,研制出一种可以在不同受力情况下发出不同颜色光线的复合材料。人们借此可以将材料疲劳与受损程度可视化。

“四针状氧化锌晶体的发光性能是大家都非常了解到。依据我们的假设,其发光性能在受到外加载荷时会发生显著的变化。我们进一步从实验上证明了这一结果。并且,这种特性很可能帮助我们判断复合材料内部的损伤程度。”基尔大学工学院博士Yogendra Mishra说。科学家们在一个实验中将四针状氧化锌晶体加入硅基的高分子材料中,并对复合材料的性能进行了测试。他们发现在受到载荷的情况下,材料经紫外光的照射会发出不同强度的光线。

“这些微纳尺寸的晶体可以在材料即将失效时给出可视的信号。”博士研究生Xin Jin解释说。慕尼黑工业大学的Cordt Zollfrank教授说,“这种氧化锌晶体所表现出的特性,也可以被推广到其他的荧光材料中。我们希望未来这类能够“自报告”疲劳情况的材料有更大的发展。”

高分子复合材料被广泛地用于从牙科植体到宇宙飞船的各个领域。该科研团队负责人Rainer Adelung教授则表示,这一发现可用于制备多种类型的复合材料,“特别是建筑材料”。

来源:phys.org