承受更多的,更好地失败:博士。 robabeh jazaei混凝土争辩

写简·哈尔彭在 星期二,2020年1月21日 - 08:56 |

博士。 robabeh jazaei是在表征和先进材料受到静态和动态载荷模拟的专家;但更重要的;她是在一种特殊类型的故障的专家。在nb88|新博体育土木与环境工程系讲师铸就了她的事业周围的一切形式的失效机理研究:开裂,摇摇欲坠,和折叠。故障未标有红色分级笔,但逝去的生命和城市损坏。 jazaei研究钢筋混凝土用纳米材料,因为,事实证明,传统的混凝土一个失败 批量.

“每个人都知道混凝土在日常生活中的应用,对吧?”说jazaei。 “具体是无处不在。用混凝土问题是,它是用于压缩一个特殊的材料,但它不是在拉伸强度或冲击负荷方面特别强,因为混凝土是一种脆性材料。如果从两侧将其拔出,它不能弯曲,因此它打破和裂缝。它不能抵制各种形式应用到它的冲击载荷“。

这些负载可以从几百通勤车,到降落的飞机,水的数量巨大阻碍由水坝。在大多数情况下,具体参与结构如桥梁和建筑物维持几个小裂纹或糜烂,但仍持有。但是当压力变得太大,具体的故障可能是突然的,及其造成的损害,是灾难性的。

“100年来,我们已经添加了许多不同种类的增援部队和骨料混凝土,以增加其强度。”说jazaei。 “所有这些增援部队和骨料提高混凝土的强度,但它仍然不是足够强的重要应用,如机场跑道,桥梁,防弹士兵安全外衣”。

进入碳纳米管。 jazaei一直在与这些微观结构的工作,看看他们惊人的实力可以被利用来解决崩溃和失败的具体问题。

“碳纳米管是碳原子,其厚度大约是相同的人的头发的链的长管,并且长度为约5-50纳米。这些添加剂提高混凝土强度显著,解释说:” jazaei。

增加强度,自带可能性增大。 “首先,我们可以使用在高影响力的可穿戴式应用的加固混凝土,如安全或防弹衣,说:” jazaei。 “其他应用程序是在机场跑道路面,或任何地方,我们有很高的影响。”

它不只是极端影响的区域,可以通过jazaei的碳纳米管电的具体办法。 “纳米管可以在桥梁,建筑,以及受突发故障和崩溃的基础设施等具体类型可以使用,”她解释说。 “想象一下由延展性材料会开裂,但没有失败,即使失败,它更像是一个风挡,其中造成的破坏不会导致坍塌的桥梁混凝土。改变 办法 具体吸收伤害和失败,是非常重要的。通过纳米材料添加剂强化了这一新的混凝土现在可以给我们一些通知,它崩溃之前。至少我们可以撤离建筑物,如果我们及早注意到它 - 至少我们将有一段时间了,即使我们不能修复它“。

未来的一个有趣的可能性,包括“智能”的混凝土,嵌入式传感器和半导体碳纳米管,它可以提醒工程师们即将发生的故障。 

jazaei的研究,像所有的nb88|新博体育的开创性工作,是由许多本科生来自不同背景的参与成为可能,从工程到化学。在2018年,jazaei的球队赢得了其创新的理念富士康智能城市智能期货殊荣。 jazaei的纳米材料实验室的多学科性质产生了丰富的学习环境。

“我的学生学习,因为这是一个团队合作的过程进行有效的沟通,说:” jazaei。 “他们学会如何在纳米材料,设计水泥基复合材料的前沿研究进行文献综述,表征材料的力学性能,撰写技术报告,准备海报,并在学期结束时介绍他们的研究,而那些谁是土木工程学会如何与具体的工作,他们开始在皮划艇比赛中,阿哲竞争或高级课程之前。”

纳米材料的工作是具有挑战性 - 碳纳米管是疏水性的,这意味着学生必须学会使用称为超声波仪超声波产生装置以迫使纳米管分散到溶液中,场致发射扫描电子显微镜(FESEM)来检查分散的质量。一些在实验室中使用的过程中较少依赖于技术,更在老式的铅笔和纸数学。

“我们有一个手动落锤机,其具有的重钢球,我们滴在纳米复合材料样品;我们用一个物理方程计算纳米复合材料样品每下降后,有多少能量吸收。这是他们用手工做的事,解释说:” jazaei。

不管如何被使用简单或复杂的技术,我们的目标始终是相同的:创造更强的混凝土,不易开裂,摇摇欲坠,而失败。但在jazaei的实验室,专注于失败产生另一种成功的:学生谁能够批判性思维,有效沟通,并找到新的方法来解决工程上最持久的挑战。