在工程材料領(lǐng)域，如何在不破壞構(gòu)件的基礎(chǔ)上，對已有基礎(chǔ)設(shè)施進行失效檢查，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)會估計，到2020年時，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。總統(tǒng)當選人唐納德·特朗普已經(jīng)承諾，自己執(zhí)政后將會啟動一項投資總額為1萬億美元的基礎(chǔ)設(shè)施升級改造項目。

    任何升級改造的努力中都存在一個重要的基本要素，即對基礎(chǔ)設(shè)施破損情況進行檢測的技術(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)運而生了。

    將納米顆粒構(gòu)成的細微塵粒撒入一批透明聚合物樹脂后，能獲得一種“智能材料”，當這種材料受到破壞或失效時，其顏色就會相應(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)完整性和可靠性實驗室（LASIR）的Cole Brubaker說道，他是一位土木工程專業(yè)的博士生，正在參與該校一個跨學(xué)科研究團隊發(fā)起的項目，該團隊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、機械和航空航天工程中的熱點領(lǐng)域之一。這些領(lǐng)域的研究主要針對物理傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究開發(fā)，以及其對結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用。然而，由于制造成本高昂，以及對能源和數(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壓力的反應(yīng)來改變材料的光學(xué)屬性，從而建立了一個全新的檢測系統(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。到2013年，研究人員意識到這種特殊量子點可以被用于制備“智能材料”。

    隨后，研究人員開始了一系列的初步試驗，他們用摻雜了白光量子點的聚合物材料對玻璃纖維和鋁帶進行涂覆，并對其施加不同等級的外部載荷。研究人員最終確定，由量子點產(chǎn)生的發(fā)射光譜，其強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際應(yīng)用之前，需要進行大量的研究探索，但目前所有的跡象都非常樂觀。而且，部分商業(yè)機構(gòu)已經(jīng)對這種新材料表現(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)實生活中得到廣泛應(yīng)用。