美國(guó)研制出能自我診斷的智能混凝土

2001-07-26 00:00
    智能材料是指具有能夠根據(jù)環(huán)境的變化發(fā)現(xiàn)并調(diào)整自己性能的能力材料。

    高智能材料是材料發(fā)展的方向,材料自身能夠診斷損傷或裂化,并進(jìn)行修復(fù),也可能預(yù)測(cè)自己的壽命。它與生物體有接近的性能,是具有生命的“超機(jī)能材料”。如自動(dòng)改變形狀的智能塑料,用其制成椅子,可根據(jù)人體形狀調(diào)整舒適的形狀及溫度;用其制成墻壁,可根據(jù)需要改變顏色和紋路。再如生態(tài)建筑,這種建筑與其所在的環(huán)境極其相似,一按電鈕,房間就能按人的要求擴(kuò)展或收縮,甚至變形。另外,還可依靠電磁力使房頂懸在空中,室內(nèi)無(wú)任何支撐,通過(guò)改變電磁場(chǎng)強(qiáng)度,從而使屋頂上升、下降、傾斜或旋轉(zhuǎn)。

    美國(guó)伊利諾斯技術(shù)學(xué)院研究出智能材料。他們研制出的新型智能混凝土,不只是由水泥、砂子和水制成,而是把大量空心纖維摻在混凝土中,空心纖維中再裝入“裂縫修補(bǔ)劑”。將其用于樓房、公路、橋梁等建筑物(構(gòu)筑物)中,一旦這些建筑物(構(gòu)筑物)破壞開裂,空心纖維也隨之開裂,修補(bǔ)劑便從中流出,填充裂縫并且速凝,使裂縫愈合。

    智能結(jié)構(gòu)或構(gòu)造物本身具有敏感元件、處理元件、執(zhí)行元件的擬生態(tài)化體系,就像人的神經(jīng)、大腦和肌肉一樣,它應(yīng)具有如下功能:

    --診斷自身的損傷或劣化。

    --能根據(jù)環(huán)境或狀態(tài)的變化改變自己的形狀。

    --自己能抵御振動(dòng)或噪音。

    --自己抵御或修復(fù)損傷的進(jìn)一步發(fā)展。

    具有以上性能的構(gòu)造物其壽命和功能的改善將是無(wú)限的。美國(guó)軍用轉(zhuǎn)民用項(xiàng)目的開發(fā)受到特別的關(guān)注,特別是在航空航天、建筑土木領(lǐng)域。從90年代的技術(shù)信息來(lái)看, 在建筑土木領(lǐng)域,其應(yīng)用前景十分廣闊,如高速道路、鐵路、上下水道、電氣、煤氣等構(gòu)造物的破壞預(yù)先探知,從而提高其安全性;提高地下、海中直接觀察不到的構(gòu)造物(隧道、海中隧道等)的安全性;預(yù)知并修復(fù)人不能直接接近的構(gòu)造物,如原子能反應(yīng)爐;預(yù)知落石、雪崩、塌方等;抵制高架道路的振動(dòng),抵消風(fēng)引起建筑物的搖擺。 

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