Liệu các bộ cảm ứng không dây giá rẻ dựa trên công nghệ nano có thể được sử dụng để cảnh báo cho các kỹ sư các vết nứt nguy hiểm và tổn hại ở các tòa nhà, cây cầu và những kết cấu khác trước khi chúng trở nên nghiêm trọng?
Một nhóm nghiên cứu của Viện Khoa học Ứng dụng Quốc gia ở Tunisia cùng với một nhóm nghiên cứu của Ban Kỹ thuật công nghệ của trường Đại học A&M Alabama, Mỹ, đã nêu rõ các kết cấu dân sự dễ phải gánh chịu những quá trình tổn hại diễn ra liên tục và không kiểm soát được trong suốt vòng đời phục vụ được hoạch định của chúng. Những tác động dẫn đến quy trình tổn hại này có thể do thời tiết, tuổi thọ vật liệu, các trận động đất nhỏ và thiếu quy trình duy tu bảo dưỡng.
Một hệ thống giám sát liên tục rất cần thiết để cải tiến độ an toàn. Nhưng thật không may, do chi phí và tốn thời gian nên việc giám sát không được thực hiện liên tục và đối với cả những vấn đề thông thường nhất, ví dụ như những vết nứt nhỏ và các khe nứt, cuối cùng có thể gây ra những tình trạng nghiêm trọng, đe dọa tới tính toàn vẹn của kết cấu. Nhóm nghiên cứu cho rằng công nghệ nano và các hệ thống cảm ứng không dây sẽ là một câu trả lời xác đáng.
Để chứng minh cho khái niệm, nhóm nghiên cứu đã phát triển và đánh giá hai dạng thiết bị không dây để giám sát từ xa các kết cấu bê tông. Các thiết bị này là những bộ cảm ứng dựa trên các hệ cơ vi điện tử, MEMS, được thiết kế để giám sát nhiệt độ và độ ẩm bên trong bê tông. Các bộ cảm ứng ống nano máy đo này được triển khai để dò ra các vết nứt. MEMS và các bộ cảm ứng nano đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khoa học và kỹ thuật như giao thông, viễn thông, quân sự và y học. Mục đích sử dụng chúng trong kỹ thuật dân sự là một ứng dụng mới với tiềm năng lớn.
Nhóm nghiên cứu cho biết, nếu được thiết kế một cách hoàn chỉnh, các bộ cảm ứng dựa trên công nghệ nano và MEMS không dây sẽ được sử dụng làm các bộ phận nhúng để hình thành nên các cấu trúc bê tông tự cảm ứng. Những thiết bị như vậy sẽ tập hợp và truyền tin về tình trạng khỏe mạnh của kết cấu bằng cách dò ra những thông tin sớm về các vết nứt và đo tỷ lệ của các thông số chính, ví dụ như nhiệt độ, độ ẩm, độ axit, clorua và các-bon điôxit mà mỗi một thông số này có thể phản ánh mức độ suy giảm ở tính toàn vẹn của kết cấu. Nhóm nghiên cứu cho biết, thông tin thu được từ những kỹ thuật giám sát như vậy sẽ cho phép người chủ công trình đưa ra các quyết định về vận hành, duy tu bảo dưỡng và thay thế tùy theo các điều kiện tài chính.
xaydungvietnam.vn - theo vista