新研發柔軟「感測皮」可監測建築結構裂縫

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美國麻省理工學院(MIT)的土木工程師們，最近與德國波茨坦大學(University of Potsdam)的物理學家共同開發出一種可持續監控建築結構的電子技術；該研究團隊表示，將一種具備電氣特性、像是皮膚的柔軟織物附著在建築結構可能出現裂縫之處，例如橋梁下方，就能偵測裂縫是否發生。
這種新開發的「感測皮(sensing skin)」，是以柔軟、具彈性的熱塑彈性體(thermoplastic elastomer)，混合對於裂縫特別敏感的二氧化鈦(titanium dioxide)所製，搭配可量測該感測皮的電荷變化的黑碳(black carbon)塗料做成補丁形狀；這種感測方法的專利已經在2010年3月提出申請。

用這種感測皮所做成的不同形態長方形補丁，能黏附在結構的表面上，偵測特別容易在某個部位產生的裂縫。舉例來說，用感測皮做成面積3.25英吋見方的補丁，就可偵測因剪力而造成的裂縫，也就是結構的堆疊層的不同方向活動；將貼布以水平方式分布，就可偵測橫梁凹陷造成的裂縫。

至於與這種感測補丁搭配的幕後電子設備，則是一套與感測皮連結的電腦系統，會每日一次送出一道電流，量測每片補丁的電容量(capacitance)──也就是感測皮所儲存的能量，並偵測鄰近的補丁之間是否產生差異；裂縫的形成會在補丁之下的混凝土產生非常微小的運動，也會導致電容量變化。

電腦將24小時不間斷地偵測裂縫是否形成，並掌握確切的位置；研究人員指出，其他的感測裝置已被證實並不容易達到這樣的效果。目前研究團隊所發表的最大補丁原型，面積是8英吋x4英吋。參與這項研究的是MIT土木與環境工程系(CEE)研究生Simon Laflamme、該系教授Jerome Connor，以及波茨坦大學研究人員Guggi Kofod、Matthias Kollosche。

編譯：Judith Cheng

(參考原文： Researchers develop 'electronic skin' for structural faults，by Nicolas Mokhoff)