美国研制出能自我诊断的智能混凝土

2001-07-26 00:00
    智能材料是指具有能够根据环境的变化发现并调整自己性能的能力材料。

    高智能材料是材料发展的方向,材料自身能够诊断损伤或裂化,并进行修复,也可能预测自己的寿命。它与生物体有接近的性能,是具有生命的“超机能材料”。如自动改变形状的智能塑料,用其制成椅子,可根据人体形状调整舒适的形状及温度;用其制成墙壁,可根据需要改变颜色和纹路。再如生态建筑,这种建筑与其所在的环境极其相似,一按电钮,房间就能按人的要求扩展或收缩,甚至变形。另外,还可依靠电磁力使房顶悬在空中,室内无任何支撑,通过改变电磁场强度,从而使屋顶上升、下降、倾斜或旋转。

    美国伊利诺斯技术学院研究出智能材料。他们研制出的新型智能混凝土,不只是由水泥、砂子和水制成,而是把大量空心纤维掺在混凝土中,空心纤维中再装入“裂缝修补剂”。将其用于楼房、公路、桥梁等建筑物(构筑物)中,一旦这些建筑物(构筑物)破坏开裂,空心纤维也随之开裂,修补剂便从中流出,填充裂缝并且速凝,使裂缝愈合。

    智能结构或构造物本身具有敏感元件、处理元件、执行元件的拟生态化体系,就像人的神经、大脑和肌肉一样,它应具有如下功能:

    --诊断自身的损伤或劣化。

    --能根据环境或状态的变化改变自己的形状。

    --自己能抵御振动或噪音。

    --自己抵御或修复损伤的进一步发展。

    具有以上性能的构造物其寿命和功能的改善将是无限的。美国军用转民用项目的开发受到特别的关注,特别是在航空航天、建筑土木领域。从90年代的技术信息来看, 在建筑土木领域,其应用前景十分广阔,如高速道路、铁路、上下水道、电气、煤气等构造物的破坏预先探知,从而提高其安全性;提高地下、海中直接观察不到的构造物(隧道、海中隧道等)的安全性;预知并修复人不能直接接近的构造物,如原子能反应炉;预知落石、雪崩、塌方等;抵制高架道路的振动,抵消风引起建筑物的摇摆。 

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