近日，德國科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種由納米級石墨烯薄片組成的結構性色彩涂層，可用于建筑和交通工具中結構缺陷檢測。
這是受魚(yú)類(lèi)皮膚中天然虹色啟發(fā)，借用最前沿的石墨烯材料而制備出的仿生涂料，建筑和交通工具中的結構缺陷都會(huì )在它的面前暴露無(wú)遺，提供了一種簡(jiǎn)便方法，能警告建筑物、橋梁和其他結構物中所藏有的隱性損壞。
許多材料都由化工顏料著(zhù)色，這些成分會(huì )吸收特定波長(cháng)的光并反射其余的光，也就是我們通常所見(jiàn)的“顏色”。另一些材料的色彩則是由周期性排布的微觀(guān)表面結構生成。而這些結構會(huì )造成反射光之間的干涉，使其在某些特定可見(jiàn)光頻率被放大。這種呈現方式存在于自然界最活躍的材料之中，從魚(yú)鱗到孔雀羽毛、蝴蝶翅膀和軟體動(dòng)物的皮膚。
魚(yú)鱗上豐富的結構色
受這些例子啟發(fā)，德國科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種由納米級石墨烯薄片組成的結構性色彩涂層。材料變形會(huì )引起顏色的變化，因此這種新材料就像某種交通指示燈，能夠警示出建筑物和交通工具中的隱性損壞。
一般情況下，涂層為紅色，產(chǎn)生變形時(shí)會(huì )略顯黃色，當開(kāi)裂達到微米級別時(shí)則會(huì )變?yōu)榫G色。這種變色能力來(lái)自于包覆著(zhù)玻璃纖維的半透明平行層狀石墨烯薄片的精準初始定向性質(zhì)。在壓力下，這些層結構壓縮變扁，從而改變了反射光的干涉和顏色。
涂層為紅色，產(chǎn)生變形后會(huì )略顯黃色，當開(kāi)裂達到微米級別時(shí)則會(huì )變?yōu)榫G色
結構性損壞往往始于一些微小的開(kāi)裂和變形，通常來(lái)說(shuō)，這些微米級的裂紋很難被檢測到。當這些難以察覺(jué)的缺陷積累到一定程度時(shí)，最終可能導致突發(fā)的災難性崩塌和嚴重事故的發(fā)生。而在建筑甚至是交通工具表面涂上高尚林的這種材料后，損壞初期就能得到清晰可見(jiàn)的警告。
美國加利福利亞大學(xué)伯克利分校微觀(guān)及納米光子學(xué)家邁克爾巴特爾（MichaelBartl）對此項成果表示贊揚，“這種材料潛力巨大，可以把它當作非破壞性集成傳感器，用以監測那些在建筑、汽車(chē)和飛機中所使用的復合材料的狀況”。
但要想真正應用于現實(shí)，我們還需對這種涂層材料的性能和功能表現有更多的了解。
資料來(lái)源：科技投資圈
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