Un team di ricercatori dell’Università di Tohoku ha sviluppato un materiale innovativo capace di registrare la storia dello stress delle infrastrutture tramite un effetto luminescente. Questo materiale offre una soluzione senza alimentazione elettrica, riducendo i costi di manutenzione e la necessità di interventi manuali, allineandosi con le tecnologie IoT per facilitare la diagnostica strutturale.
Le infrastrutture, con l’invecchiamento, richiedono un monitoraggio costante per evitare cedimenti strutturali, ma identificare i danni può essere tanto complicato quanto ripararli. Il materiale sviluppato, infatti, è in grado di rispondere agli stimoli meccanici e di registrare lo stress subito attraverso un afterglow luminescente. Questo effetto consente di conservare le informazioni a lungo termine e, applicandolo alle superfici di ponti, edifici e altre infrastrutture, si può monitorare il degrado osservando le variazioni nell’afterglow.
Secondo il professor Chao-Nan Xu dell’Università di Tohoku, ciò che rende il materiale particolarmente rivoluzionario è il fatto che non richiede energia esterna o apparecchiature complesse. È facilmente integrabile nelle infrastrutture esistenti e compatibile con la tecnologia IoT, che può gestire i dati raccolti senza bisogno di ispezioni in loco. In Giappone, dove molte infrastrutture sono invecchiate, questa tecnologia risponde alla crescente domanda di soluzioni diagnostiche che prevengano incidenti e allunghino la vita utile delle strutture.
I materiali meccanoluminescenti tradizionali mostrano un effetto luminescente solo quando stimolati meccanicamente, ma non possono memorizzare le informazioni sugli stimoli passati. Invece, il materiale sviluppato dal team di Xu sfrutta una funzione di registrazione dello stress (MR), permettendo di raccogliere dati retroattivi anche a distanza di tempo.
Questo materiale è basato sul Li0.12Na0.88NbO3, un composto piezo-meccanoluminescente dopato con Praseodimio (Pr), che consente la registrazione ecologica dello stress senza bisogno di apparecchiature sofisticate. La sua capacità di registrare lo stress meccanico lo rende una soluzione versatile per la manutenzione predittiva delle infrastrutture, riducendo l’intervento umano e i costi associati.
