Sensores nano-ópticos permitem monitoramento de segurança estrutural de edifícios com variações de cores

À medida que os edifícios envelhecem, a procura de uma monitorização eficaz da sua integridade estrutural tem crescido significativamente. Um avanço na tecnologia de sensores nano-ópticos agora permite a medição precisa e em tempo actual da deformação e estabilidade estrutural.

Esta inovação promete remodelar o campo do diagnóstico estrutural, oferecendo uma solução económica e eficiente em termos de tempo que reduz a necessidade de conhecimentos especializados tradicionalmente exigidos nesta área.

Liderado pelo Dr. .D. candidato Nguyen Hoang Minh da Escola UST-KIMM, a equipe de pesquisa se inspirou na coloração estrutural observada em fenômenos naturais como penas de pavão e borboletas morfo.

A equipe desenvolveu com sucesso um sensor de deformação avançado do tipo filme que incorpora tecnologia de nanofabricação. Quando aplicado em edifícios ou outras infra-estruturas, a cor do filme muda de acordo com a extensão e a natureza da deformação, facilitando a detecção precisa e eficiente do envelhecimento estrutural e dos danos para avaliações de segurança.

A tecnologia de sensor nano-óptico da KIMM converte deformação mecânica em mudanças visuais de cor através do uso de nanopadrões. Essa abordagem visualiza a deformação como dados de imagem, eliminando a necessidade de pigmentos, corantes ou fontes de energia externas.

Ao utilizar tecnologia de smartphones para quantificar a cor, são obtidas medições precisas e detalhadas, simplificando o processo tradicional de monitoramento estrutural e medição em uma simples aplicação de patch.

Um desafio técnico de longa information na pesquisa de coloração nanoestrutural tem sido a variação da cor dependendo do ângulo de observação. A equipe de pesquisa alcançou um avanço ao desenvolver uma tecnologia que garante uma coloração consistente independentemente do ângulo de visão, marcando uma conquista inédita no mundo.

Este novo nanopadrão mantém uma cor uniforme, fornecendo uma referência padrão para compensar discrepâncias relacionadas aos ângulos, permitindo assim medições precisas de deformação, independentemente dos ângulos de observação específicos.

Além disso, a equipa de investigação desenvolveu uma solução de monitorização combinada com IA que analisa as mudanças de cor para avaliar riscos potenciais.

Ao diversificar os métodos de medição através de aplicações para smartphones, drones, robótica, CCTV e outras tecnologias avançadas, são agora capazes de detectar e analisar danos e riscos em edifícios e estruturas que antes eram difíceis de avaliar.

Aproveitando esta tecnologia central, a equipa desenvolveu também um filme capaz de controlar a manifestação da cor, permitindo a sua aplicação como um filme transparente que revela padrões apenas em condições específicas.

Este avanço tem um potencial significativo para aplicações antifalsificação e de filmes de segurança.

A tecnologia de sensor nano-óptico da KIMM levou ao registro de mais de 10 patentes nacionais, bem como a uma patente internacional (PCT), com uma patente adicional nos EUA atualmente em revisão.

A tecnologia foi destacado como o papel de capa em Nanomateriais aplicados ACS e também foi aceito para publicação em Avanços em nanoescala.

A equipe de pesquisa está colaborando ativamente com parceiros da indústria por meio de briefings técnicos e intercâmbios. E a equipe agora fecha um acordo de transferência de tecnologia com uma empresa, visando acelerar a adoção dessa inovação.

Jae Sung Yoon, pesquisador principal do KIMM, disse: “Esta tecnologia de sensor nano-óptico revoluciona a avaliação do envelhecimento estrutural e da estabilidade em edifícios e instalações. Ao fornecer uma solução de monitoramento de alta precisão a um custo reduzido, pretendemos contribuir para melhorar a segurança pública e a estabilidade social.”

O projeto, intitulado “Desenvolvimento de tecnologia de monitoramento inteligente para segurança predial e gerenciamento de desastres com base em nanoóptica e aprendizado de máquina”, alinha-se com a missão do ministério de promover a inovação tecnológica para segurança de infraestrutura.