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

未來(lái)的技術(shù)人員僅通過(guò)相機(jī)快速掃描，就能夠測(cè)試飛機(jī)機(jī)身的適航性，檢查橋梁的結(jié)構(gòu)完整性或檢查復(fù)雜的3D打印部件是否存在缺陷。美國(guó)空軍技術(shù)學(xué)院和Los Alamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員正在開(kāi)發(fā)一種含有量子點(diǎn)的涂料，這種涂料可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。研究人員表示，制造商可以將這種涂料涂在包括車(chē)輛、基礎(chǔ)設(shè)施和零部件在內(nèi)的物體表面。檢查員或質(zhì)量保證專(zhuān)家可以通過(guò)分析發(fā)出的光來(lái)快速測(cè)量這些表面上的應(yīng)變（變形程度）。

為了在今天的測(cè)試過(guò)程中不破壞表面，技術(shù)人員可能會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，但這通常需要笨重的設(shè)備，并提供難以讀取的結(jié)果。他們還可能使用X射線，這會(huì)帶來(lái)輻射安全問(wèn)題。其他的掃描方法，如超聲波或微波，在它們可以測(cè)量的材料方面受到限制。

“想象一下拿著照相機(jī)，然后在屏幕上看到二維應(yīng)變表面圖，”空軍技術(shù)學(xué)院的Michael Sherburne說(shuō)，他是開(kāi)發(fā)注入量子點(diǎn)涂料的研究人員之一。

量子點(diǎn)是幾納米寬的半導(dǎo)體粒子。它們的小尺寸帶來(lái)了一些獨(dú)特的量子效應(yīng)，就好像每個(gè)量子點(diǎn)都是一個(gè)人工原子。例如，量子點(diǎn)在受到電磁輻射的激發(fā)時(shí)會(huì)發(fā)光。發(fā)出的光的波長(zhǎng)根據(jù)點(diǎn)的大小而變化，較小的點(diǎn)發(fā)出藍(lán)光。

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

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

佛羅里達(dá)大學(xué)（University of Florida）的化學(xué)教授Kirk Schanze表示，利用光來(lái)測(cè)量應(yīng)變的想法已經(jīng)存在了幾十年，但使用量子點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的還是一個(gè)新的想法。

不過(guò)，這種涂料確實(shí)有其局限性。首先，非常高的溫度會(huì)融化聚合物。當(dāng)然，量子點(diǎn)涂層只能測(cè)量涂料施涂后發(fā)生的應(yīng)變；例如，如果一名技術(shù)人員在一架舊飛機(jī)上涂上它，涂料不會(huì)顯示出之前發(fā)生的任何變形。

但Sherburne想解決后一個(gè)問(wèn)題。“這肯定是未來(lái)的工作，”他說(shuō)。

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

Schanze稱(chēng)研究人員的工作是“一個(gè)有趣的概念證明”，但他說(shuō)，使用這種顏料進(jìn)行全尺寸測(cè)量的途徑還不清楚。

Sherburne也認(rèn)為，任何實(shí)際應(yīng)用都還有很長(zhǎng)的路要走。下一步是構(gòu)建一個(gè)在紫外線下掃描并測(cè)量返回顏色的相機(jī)系統(tǒng)。雖然這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)存在，但研究人員還沒(méi)有將其發(fā)展到一個(gè)概念之外。因此，維修人員可能需要十多年的時(shí)間才能開(kāi)始在橋梁上涂上應(yīng)變感應(yīng)涂料，并用紫外線掃描。

原文標(biāo)題：量子點(diǎn)涂料可以使飛機(jī)檢查快速而簡(jiǎn)單

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