當用紫外光掃描時，涂料可以迅速發(fā)現(xiàn)其下面表面的應變現(xiàn)象。

未來的技術人員僅通過相機快速掃描，就能夠測試飛機機身的適航性，檢查橋梁的結構完整性或檢查復雜的3D打印部件是否存在缺陷。美國空軍技術學院和Los Alamos國家實驗室的研究人員正在開發(fā)一種含有量子點的涂料，這種涂料可以實現(xiàn)這一點。研究人員表示，制造商可以將這種涂料涂在包括車輛、基礎設施和零部件在內的物體表面。檢查員或質量保證專家可以通過分析發(fā)出的光來快速測量這些表面上的應變（變形程度）。

為了在今天的測試過程中不破壞表面，技術人員可能會產生一個磁場，但這通常需要笨重的設備，并提供難以讀取的結果。他們還可能使用X射線，這會帶來輻射安全問題。其他的掃描方法，如超聲波或微波，在它們可以測量的材料方面受到限制。

“想象一下拿著照相機，然后在屏幕上看到二維應變表面圖，”空軍技術學院的Michael Sherburne說，他是開發(fā)注入量子點涂料的研究人員之一。

量子點是幾納米寬的半導體粒子。它們的小尺寸帶來了一些獨特的量子效應，就好像每個量子點都是一個人工原子。例如，量子點在受到電磁輻射的激發(fā)時會發(fā)光。發(fā)出的光的波長根據(jù)點的大小而變化，較小的點發(fā)出藍光。

“涂料”由懸浮在透明聚合物中的量子點組成。這些點在紫外線照射下發(fā)出綠光。其他的量子點涂料確實存在，但它們主要用于美學，比如在黑暗中給物體發(fā)光。

這種涂料的量子點還有一個額外的特性：當它們受到拉伸或擠壓時，它們發(fā)出的光的波長會發(fā)生變化，變得更短（更藍）或更長（更紅），這取決于它們是被拉伸還是擠壓。研究人員設想了一種相機，它使用激光在有涂料的表面上照射紫外線，然后捕捉到產生的輻射，并繪制出表面應變圖。

佛羅里達大學（University of Florida）的化學教授Kirk Schanze表示，利用光來測量應變的想法已經存在了幾十年，但使用量子點來實現(xiàn)這一目的還是一個新的想法。

不過，這種涂料確實有其局限性。首先，非常高的溫度會融化聚合物。當然，量子點涂層只能測量涂料施涂后發(fā)生的應變；例如，如果一名技術人員在一架舊飛機上涂上它，涂料不會顯示出之前發(fā)生的任何變形。

但Sherburne想解決后一個問題?！斑@肯定是未來的工作，”他說。

除了使檢測過程更快、更容易，這種涂料可能比今天的應變傳感儀器更通用。制造商可以將其應用到3D打印的形狀復雜的零件上，這些零件不適合今天的應變測量技術。此外，一種裝置可以將紫外光通過光纖電纜傳輸，從而可以掃描在其他地方很難到達的表面。

Schanze稱研究人員的工作是“一個有趣的概念證明”，但他說，使用這種顏料進行全尺寸測量的途徑還不清楚。

Sherburne也認為，任何實際應用都還有很長的路要走。下一步是構建一個在紫外線下掃描并測量返回顏色的相機系統(tǒng)。雖然這項技術已經存在，但研究人員還沒有將其發(fā)展到一個概念之外。因此，維修人員可能需要十多年的時間才能開始在橋梁上涂上應變感應涂料，并用紫外線掃描。

原文標題：量子點涂料可以使飛機檢查快速而簡單

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責任編輯：haq