Detektionstechnologie für die Luft- und Raumfahrt zur Vermeidung katastrophaler Ereignisse in Energie und extremen Umgebungen

Hätte eine neue Technologie der Forscher der Purdue University helfen können, die Titanic zu retten? Ingenieure von Purdue haben eine Technologie entwickelt, die hilft, katastrophale Ausfälle bei Atom-, Energie- und anderen Materialien in extremen Umgebungen zu verhindern.

„Unsere Fortschritte in der Temperaturmessung und Stresssensorik können potenziell Leben retten und die Kosten deutlich senken“, sagte Vikas Tomar, Professor für Luft- und Raumfahrt, der das Forschungsteam leitete. „Unsere nanomechanische Raman-Spektroskopie-Technologie wird sicherere Strukturen ermöglichen, indem sie gleichzeitig zeitabhängige Messungen chemischer, thermischer und mechanischer Veränderungen an Strukturen und Materialien ermöglicht, die unter extremen Bedingungen mechanisch belastet werden.“

Die Purdue Analysetechnologie ist einzigartig in ihrem Ansatz zu sehen, ob es Veränderungen in Materialien in Umgebungen mit sehr hohen Temperaturen oder anderen potenziell gefährlichen Faktoren gibt.

Der Purdue-Ansatz konzentriert sich auf die Erkennung von Stress als Indikator für das Versagen, anstatt sich auf die Schadenserkennung zu verlassen, um zu versuchen, potenziell katastrophale Ausfälle dieser Materialien in manchmal extremen und gefährlichen Situationen vorherzusagen.

Die neue Technologie nutzt fortschrittliche Sensoren, Datenwissenschaft und maschinelle Lernelemente, um Fehler in den Materialien zu erkennen und vorherzusagen. Die Technologie von Purdue könnte für Kernmaterialien, Lithium-Ionen-Batterien, Metalle sowie Bio- und Energiematerialien verwendet werden, die alle in Situationen mit extremen Temperaturen und Stoßgeschwindigkeiten eingesetzt werden.

„Die derzeitigen Praktiken der Schadenstoleranz sind in Ordnung, wenn der Schaden weit verbreitet ist“, sagte Tomar. „Wenn der Schaden lokalisiert und nicht weit verbreitet ist, wie z.B. der Haarriss in der Titanic, müssen Sie eine Technologie wie die unsere haben, die Stress-Sensorik verwendet, um vorherzusagen, ob der Schaden katastrophal sein wird. Noch komplizierter ist die Situation bei Materialien in extremen Umgebungen.“

„Unsere Technologie ändert das Paradigma von der Schadensmessung zur Stress-Messung“, sagte Tomar. „Ein solcher Paradigmenwechsel wird sicherere Strukturen ermöglichen, insbesondere solche, die unter extremen Bedingungen arbeiten. Ich sehe unsere Technologie als Wegbereiter für die Erschließung einer neuen Multimilliarden-Dollar-Industrie.“

Das Verteidigungsministerium hat dem Team kürzlich einen Zuschussmechanismus für ein konkurrenzfähiges Defense University Research Instrumentation Program der US-Regierung in Höhe von 508.000 US-Dollar gewährt, um diese Technologie für extreme Umgebungsmessungen wie Stoßbelastungen, Kernstrahlung und Explosionen von wiederaufladbaren Batterien zugänglicher zu machen.

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