随着科技的发展与全球化的推进,人类对海底隧道、海底天然气管道以及海底光缆等水下基础设施的需求日益增长。但是水下基础设施往往铺设距离较长,且在水下较深处,难以实时监测且难以在其损伤后快速准确定位损伤位置。在前期工作中,王旭教授课题组通过级联反应调控的化学发光实现了水下材料损伤后的自报警(Mater. Horiz., 2022, 9, 2128-2137)。尽管该方法简单有效,但是化学发光的发光信号传播距离有限,且光学手段不适合用于远距离的深水基础设施的实时监测。因此,急需开发一种可实时监测深水基础设施损伤的方法。
图3. 水下离子电缆及损伤检测。(a-d)重物的质量为0 g (a)、100 g(b)、500 g(c)和1000 g(d)时,扩音器发出声音的音轨图;(e)基于SIG的离子电缆固定到模型管损坏前后的图片及音轨图
图4. 水下损伤定位。(a)基于SIG的水下损伤定位装置示意图;(b)不同水温不同长度下基于SIG损伤定位器件的阻值;(c,d)初始长度为10 cm(c)和30 cm(d)的基于SIG的水下装置对不同损伤位置的定位误差;(e)基于SIG器件水下损伤位置的图片
图5. 水下通信。(a)SIGs 在20%拉伸应变下进行5000次加载/卸载循环的相对电阻变化;(b,c)在空气中(b)和水下(c)手指进行重复弯曲和伸直时SIGs的相对电阻变化;(d,e)SIGs通过摩斯密码在水下发出“ionogel”(d)和“SOS”(e)信息
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202309231
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