An der Strathclyde University in Glasgow haben Wissenschaftler eine intelligente Farbe entwickelt, die in Verbindung mit Elektroden mikroskopisch kleine Risse in Baustrukturen aufspührt. Durch den Einsatz einer solchen Nano-Farbe lassen sich die Kosten für die Wartung großer Gebäude und Konstruktionen deutlich verringern. Die Farbe basiert aus Kohlenstoff-Nanoröhren und Flugasche, die als Abfallprodukt beispielsweise bei der Müllverbrennung anfällt. Der Mix aus den Aschepartikeln und den Kohlenstoff-Nanoröhren ergibt eine zementartige Konsistenz. Die Farbe wird mit Netzwerkknoten ausgestattet, die Energie aufnehmen. Das System funktioniert dabei ähnlich dem menschlichen Nervensystem. Über Elektroden, welche elektrischen Spannungen messen, lassen sich Änderungen in der Leitfähigkeit, die auf mikroskopische Bruchlinien hindeuten, detektieren. Auch kleine Bewegungen, die auf Korrosion oder strukturelle Schwächen in dem Bauwerk hindeuten, können so registriert werden. Die intelligente Farbe stellt eine Alternative zur manuellen und damit kostenintensiven Überprüfung von Bauwerken und Konstruktionen dar. Insbesondere für Windkraftwerke ist diese Methode geeignet, da man eine dauerhafte Überwachung unabhängig von der Wetterlage durchführen kann.
Piezoelektrische Farbe für mehr Sicherheit bei Brücken
Bereits im Jahr 2001 entwickelten Forscher der University of Newcastle eine ähnlich intelligente Farbe. Ihr Einsatzgebiet sollte aber im Bereich der Brückensicherheit liegen. Die Farbe enthält das piezoelektrische Material Bleizikonattitanat. Werden die piezoelektrischen Kristalle gestaucht oder gedehnt, lässt sich ein elektrisches Signal registrieren. Die Stärke des Signals lässt auf die Stärkte der Belastung schließen. Diese Eigenschaft ließe sich als Frühwarnsystem für überbelastete Brücken einsetzen. Mit dem Verfahren ließe sich die Vibrationen von Brücken, Ölfördertürmen und anderen Groß-Bauwerken über große Zeiträume hinweg beobachten. Mit Hilfe der so gewonnenen Daten ließe sich dann wesentlich besser als bisher berechnen, bei welchen Belastungen das Baumaterial brüchig wird.
Spinnweben-Sensoren für mehr Sicherheit bei Flugzeugen
Ein der mit Netzwerkknoten ausgestatteten intelligenten Farbe ähnliches System ist das der Spinnweben-Sensoren. Hier wird ein spinnwebenartiges Netz mit Sensoren auf die Außenhaut von Flugzeugen aufgebracht. Das Netz besteht aus einem Kunststoff-Polymer, welches extrem dehnbar ist. Bereits ein Quadratmeter des Materials reicht aus, um ein ganzes Auto damit einzuhüllen. Die Sensoren messen die Belastung des Materials, die Temperatur und könnten sogar mittels Ultrawellen einen Tiefenscan des Materials vornehmen. Das Material ist so leicht und dehnbar, dass es keine zusätzlichen Treibstoff-Kosten hervorruft. Die Sensoren überwachen die Außenhaut der Flugzeuge auf Veränderungen – ähnlich wie auch eine Spinne ihr Netz überwacht.
Bildnachweis: Ulrich Kuhn / pixelio.de
Quellen:
- Trends der Zukunft: „Elektroden und intelligente Farbe revolutionieren Bautenschutz“, 2.02.2012
- Trends der Zukunft: „Spinnweben Sensoren für mehr Sicherheit in der Luftfahrt“, 27.09.2010
- Spiegel Online: "Intelligente Farbe schützt vor Katastrophen", 10.05.2001
Martina Rüter - Als freiberufliche Webgestalterin beschäftige ich mich sowohl mit dem web-gerechten Texten als auch mit barrierefreiem Webdesign. ...
