Исследователь Крис Боуленд объясняет, что широкое и длительное использование композитов может обернуться катастрофой. «Дефекты можно заметить, лишь когда элемент, сделанный из него, полностью ломается, — говорит Боуленд. — Но если знать, что происходит внутри материала, то появляются огромные возможности: всегда знаешь, когда нужен ремонт и насколько критичны повреждения».
Боуленд рассказывает, что ему вместе с коллегой Амитом Наскаром и другими учеными удалось сделать углеволокно проводящим. Специалисты внедрили в композит полупроводниковые частицы карбида кремния.
В таком материале возникает электрическое поле, и его замеры позволяют судить о «здоровье» отдельной детали.
При нагрузках сопротивление меняется, за ним и электрические характеристики. Ученые говорят, что точности достаточно, чтобы заранее определить самые разные повреждения.
Помимо прочего, технология пригодна для массового применения. Даже 3D-принтеры можно настроить так, чтобы они сразу интегрировали слой, измеряющий износ материала.
Для перспективных конструкционных материалов есть и другой подход: если сделать их многократно прочнее, об усталости и деформациях беспокоиться не придется. Исследователи из Университета Райса определили правильное сочетание эпоксидной смолы и графена и добились от этой комбинации рекордной прочности.