在工程材料領(lǐng)域，如何在不破壞構(gòu)件的基礎(chǔ)上，對(duì)已有基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行失效檢查，一直是行業(yè)人士比較感興趣的話題。目前，科學(xué)家開發(fā)了一種新材料，它可以根據(jù)受力不同的情況，發(fā)生不同的顏色變化。這種材料必將會(huì)在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用！

    美國土木工程師協(xié)會(huì)估計(jì)，到2020年時(shí)，美國國內(nèi)需要超過3.6萬億美元的基礎(chǔ)建設(shè)投資，以重新恢復(fù)和改善國內(nèi)年久失修的基礎(chǔ)設(shè)施?？偨y(tǒng)當(dāng)選人唐納德·特朗普已經(jīng)承諾，自己執(zhí)政后將會(huì)啟動(dòng)一項(xiàng)投資總額為1萬億美元的基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)改造項(xiàng)目。

    任何升級(jí)改造的努力中都存在一個(gè)重要的基本要素，即對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施破損情況進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)手段，必定需要新技術(shù)的發(fā)展和完善。因而一種新的“心情環(huán)”材料也就應(yīng)運(yùn)而生了。

    將納米顆粒構(gòu)成的細(xì)微塵粒撒入一批透明聚合物樹脂后，能獲得一種“智能材料”，當(dāng)這種材料受到破壞或失效時(shí)，其顏色就會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，我們將其稱作“心情環(huán)”材料。范德堡大學(xué)系統(tǒng)完整性和可靠性實(shí)驗(yàn)室（LASIR）的Cole Brubaker說道，他是一位土木工程專業(yè)的博士生，正在參與該校一個(gè)跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)發(fā)起的項(xiàng)目，該團(tuán)隊(duì)致力于新型傳感系統(tǒng)的研發(fā)工作。

    智能傳感技術(shù)是土木、機(jī)械和航空航天工程中的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。這些領(lǐng)域的研究主要針對(duì)物理傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究開發(fā)，以及其對(duì)結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用。然而，由于制造成本高昂，以及對(duì)能源和數(shù)據(jù)處理過程的要求，該研究方法已經(jīng)出現(xiàn)障礙。

    LASIR的研究人員則另辟蹊徑，他們通過熒光納米材料本身對(duì)壓力的反應(yīng)來改變材料的光學(xué)屬性，從而建立了一個(gè)全新的檢測(cè)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)能夠高效監(jiān)控結(jié)構(gòu)方面的變化，且具有良好的成本效益。

    2005年，范德堡大學(xué)化學(xué)系的教授偶然發(fā)現(xiàn)一種特殊的量子點(diǎn)。到2013年，研究人員意識(shí)到這種特殊量子點(diǎn)可以被用于制備“智能材料”。

    隨后，研究人員開始了一系列的初步試驗(yàn)，他們用摻雜了白光量子點(diǎn)的聚合物材料對(duì)玻璃纖維和鋁帶進(jìn)行涂覆，并對(duì)其施加不同等級(jí)的外部載荷。研究人員最終確定，由量子點(diǎn)產(chǎn)生的發(fā)射光譜，其強(qiáng)度隨外部載荷的增加而減小。

    研究人員表示：“在真正創(chuàng)造出一種智能材料并將其用于實(shí)際應(yīng)用之前，需要進(jìn)行大量的研究探索，但目前所有的跡象都非常樂觀。而且，部分商業(yè)機(jī)構(gòu)已經(jīng)對(duì)這種新材料表現(xiàn)出極大興趣。如果這種材料的表現(xiàn)如預(yù)期那樣出色，其將可能在現(xiàn)實(shí)生活中得到廣泛應(yīng)用。