Materiali che indicano automaticamente i difetti strutturali
Negli ultimi anni la scoperta dei materiali multifunzionali, le cui diverse funzioni riunite superano le prestazioni previste dalla somma delle singole funzioni, ha consentito di fare incredibili passi avanti. I materiali multifunzionali spesso vanno di pari passo con i materiali intelligenti, ovvero materiali che rispondono al loro ambiente come gli organismi viventi. Alcuni cambiano forma o dimensioni quando viene applicato un campo elettrico, alcuni generano un campo magnetico in risposta alla pressione o allo stress, mentre altri possono passare da liquido a solido quando sono vicini a un magnete. Le leghe a memoria di forma (SMA) sono materiali metallici che, come suggerisce il nome, ricordano le loro forme. In altre parole, ritornano alla forma originale dopo essere state scaldate o raffreddate e deformate in un'altra forma. Essendo metalli, presentano anche la possibilità di sfruttare le proprietà elettriche e magnetiche. Il progetto Multiceral ("Multifunctional ceramic layers with high electromagnetoelastic coupling in complex geometries"), finanziato dall'UE, puntava a rafforzare gli effetti di accoppiamento incrociato con lo sviluppo di nuovi film e compositi monostrato. Partendo dall'accoppiamento incrociato tra materiali con proprietà elettriche e/o magnetiche e materiali come le SMA, gli scienziati hanno prodotto nuovi film sottili multifunzionali. Sfruttando diverse tecniche di deposizione avanzate e strumenti di caratterizzazione avanzati, gli scienziati hanno prodotto e analizzato diversi film creati con accoppiamento elettromagnetoelastico. Sono inoltre stati prodotti nanotubi (tubi molecolari in miniatura) elettroconduttori di alta qualità, che sono poi stati valutati in riferimento alla risposta a stress e deformazione. Infine il consorzio Multiceral ha progettato, prodotto e testato diversi dispositivi prototipo per il monitoraggio strutturale (SHM) in base ai film sviluppati con diverse geometrie complesse. SHM è il processo per rilevare guasti o danni nelle strutture ingegnerizzate, quali turbine di aerei o componenti ferroviari. Le prove non distruttive (NDT) basate su materiali che inviano segnali in risposta a cambiamenti elastici sono di ovvio interesse. La tecnologia a film sottile di Multiceral basata su materiali multifunzionali unisce proprietà elettriche e magnetiche con quelle elastiche o legate allo stress per produrre dispositivi SHM intelligenti. La tecnologia verrà sicuramente accolta a braccia aperte da molti settori che si occupano di produzione e manutenzione.
