“心情环”材料：检测故障基础设施中损坏的新方法

材料牛注：在工程材料领域，如何在不破坏构件的基础上，对已有基础设施进行失效检查，一直是行业人士比较感兴趣的话题。目前，科学家开发了一种新材料，它可以根据受力不同的情况，发生不同的颜色变化。这种材料必将会在基础设施领域得到广泛的应用！

美国土木工程师协会估计，到2020年时，美国国内需要超过3.6万亿美元的基础建设投资，以重新恢复和改善国内年久失修的基础设施。总统当选人唐纳德·特朗普已经承诺，自己执政后将会启动一项投资总额为1万亿美元的基础设施升级改造项目。

任何升级改造的努力中都存在一个重要的基本要素，即对基础设施破损情况进行检测的技术手段，必定需要新技术的发展和完善。因而一种新的“心情环”材料也就应运而生了。

将纳米颗粒构成的细微尘粒撒入一批透明聚合物树脂后，能获得一种“智能材料”，当这种材料受到破坏或失效时，其颜色就会相应发生变化，我们将其称作“心情环”材料。范德堡大学系统完整性和可靠性实验室(LASIR)的Cole Brubaker说道，他是一位土木工程专业的博士生，正在参与该校一个跨学科研究团队发起的项目，该团队致力于新型传感系统的研发工作。

智能传感技术是土木、机械和航空航天工程中的热点领域之一。这些领域的研究主要针对物理传感器网络的研究开发，以及其对结构方面的应用。然而，由于制造成本高昂，以及对能源和数据处理过程的要求，该研究方法已经出现障碍。

LASIR的研究人员则另辟蹊径，他们通过荧光纳米材料本身对压力的反应来改变材料的光学属性，从而建立了一个全新的检测系统。这种系统能够高效监控结构方面的变化，且具有良好的成本效益。

2005年，范德堡大学化学系的教授偶然发现一种特殊的量子点。到2013年，研究人员意识到这种特殊量子点可以被用于制备“智能材料”。

随后，研究人员开始了一系列的初步试验，他们用掺杂了白光量子点的聚合物材料对玻璃纤维和铝带进行涂覆，并对其施加不同等级的外部载荷。研究人员最终确定，由量子点产生的发射光谱，其强度随外部载荷的增加而减小。

研究人员表示：“在真正创造出一种智能材料并将其用于实际应用之前，需要进行大量的研究探索，但目前所有的迹象都非常乐观。而且，部分商业机构已经对这种新材料表现出极大兴趣。如果这种材料的表现如预期那样出色，其将可能在现实生活中得到广泛应用。

原文链接：Mood ring materials: New way to detect damage in failing infrastructure.

本文由材料人编辑部杨超提供素材，禹泽海编译，万鑫浩审核，点我加入材料人编辑部。

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