Коррозия металла: Взгляд изнутри

Ржавчина может быть очень коварной, особенно в таких частях инфраструктуры, как бетонные мосты, где появление ржавчины может иметь фатальные последствия, если металл в мостах окажется поврежден. Но своевременное определение наличия ржавчины было постоянным испытанием для инженеров и ученых.

Эксперты из Института микроэлектроники и электронных систем Фраунгофера (Дуйсбург, Германия) разработали систему раннего предупреждения о возникновении ржавчины. Установив датчик-транспондер для измерения распространения коррозии в бетон, ученые получили важное преимущество.

Бетонные мосты ведут нелегкую жизнь. Они должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать мороз, жару, нагрузку от дорожного движения и выхлопы - все это наносит ущерб структурам моста. Кроме того, существует несколько разновидностей реагентов, использующихся зимой для борьбы с обледенением, они тоже не дружелюбны по отношению к стали.

На немецких дорогах, когда "посоленный" лед тает, он разлагается на ионные компоненты, которые проникают сквозь 5-сантиметровый защитный щелочной слой. Затем, соль, которая просочилась до стальных конструкций, использующихся для укрепления бетона, вызовет появление ржавчина, которая, в свою очередь, ослабит мост. Могут появится трещины, которые приведут к обрушению моста.

Возможно, это несколько примитивно, но до сих пор наиболее эффективным способом определения, насколько глубокого в бетон проникают ионы и какой ущерб наносят, является «обстукивание» конструкций молотком в поисках полостей, которые являются верными признаками коррозии.

Но эксперты из Института Фраунгофера утверждают, что новый датчик-транспондер может постоянно измерять, насколько глубокого ионы проникли в бетон, и сообщать об этом.

Оборудование в действительности состоит из двух частей, собственно датчика и беспроводного транспондера. Датчик представляет собой перекрестье из очень тонких железных нитей, расположенных на равных расстояниях внутри бетона.

«Если растворенные соли достигают металлических нитей, они начинают подвергаться коррозии и рваться. Количество поврежденных нитей и является индикатором глубины проникновения солей в защитный слой. Это позволяет нам определить, через какое время нужно провести работу по ремонту», - говорит Фредерик Мейер, ученый из Института Фраунгофера. Транспондер передает данные считывающему устройству, которое находится у рабочих - вместо молотков.

«Наш транспондер получает необходимую для работы энергию не из батарейки, а из магнитного поля. Это означает, что он не нуждается в замене и может постоянно оставаться внутри бетонных конструкций», - добавляет Мейер.

Взрывные волны могут электризовать мозг

Ударные волны, распространяющиеся после взрыва снарядов, могут электризовать мозг. К такому выводу пришел профессор Стивен Джонсон и его коллеги из Массачусетского технологического института, сообщает Membrana.

Различные материалы под воздействием механического напряжения могут генерировать заряд. Это явление известно как пьезоэлектричество. Нечто подобное может происходить и с костями черепа человека. Выработанное таким странным образом электричество может повредить мозг.

Группа Джонсона создала компьютерную модель, которая демонстрировала появление в черепе солдата электрических полей в результате воздействия, на первый взгляд, слабых взрывных волн. Она показала, что их напряженность может превышать безопасную в 10 раз. Это способно привести к нарушению работы мозга.

Правда, пока не ясно, насколько точна модель, так как используемые исходные параметры были в свое время получены для бедренных и схожих костей, но не для черепа. Кроме того, даже если генерируемые поля и вправду столь велики, не известно, как они взаимодействуют с самой ударной волной и какой эффект они в конце концов оказывают на мозг.

«Мы надеемся получить больше данных, встроив специальные антенны в шлемы солдат. Тогда можно было бы точно установить, что происходит и насколько силен эффект взрывов», — рассказывает Джонсон.

Наибольшую опасность для солдат, очевидно, представляют раны от шрапнели и ожоги. Однако не исключено, что куда больший вред организму наносят даже совсем слабые ударные волны. Будучи слишком сильными, они могут вызвать смерть или контузию, но, как оказывается, значительные повреждения мозга можно заполучить и от дальних взрывов.

Ранее было доказано, что человеческий мозг не способен параллельно вести больше двух сложных процессов, требующих внимания. Ключевую роль в решении подобных задач играет префронтальная кора, в этой области формируется намерение, производится целеполагание, и отдаются команды остальным регионам мозга.