Sygnał elektryczny przed rozpadem

[KopalniaWiedzy.pl 318]

Kilka sekund przez pęknięciem i ześlizgiwaniem w ściśle upakowanych proszkach pojawiają się sygnały elektryczne o napięciu nawet 500 woltów. Naukowcy uważają, że można by je monitorować, uzyskując w ten sposób systemy ostrzegania przed trzęsieniami ziemi czy usterkami dotyczącymi ceramicznych elementów silników.

Zespół Troya Shinbrota z Rutgers University udokumentowali to zjawisko, badając minilawiny. Tworzono je, wprowadzając do obracających się cylindrów proszki, np. mąkę. Chwilę - do 4,5 s - przed rozpoczęciem ześlizgiwania Amerykanie wykrywali ładunki elektryczne - nazwali je elektrostatycznymi prekursorami poślizgów ziarnistych.

Naukowcy odkryli, że ich źródłem były niewielkie skazy w strukturze gęsto upakowanego proszku. Podczas kolejnych obrotów cylindra rozprzestrzeniały się one ku powierzchni materiału, co ostatecznie prowadziło do pęknięcia i uwolnienia ze szczeliny niewielkiej ilości badanej substancji.

Shinbrot opowiada, że już od jakiegoś czasu wiadomo, że sygnały elektryczne towarzyszą uszkodzeniu materiałów, np. tworzeniu pęknięć w kryształach czy szkle, a także drganiom ciernym przy powolnym przesuwaniu ciekłej rtęci po szkle (stick-slip motion). Anegdoty o rozbłyskach towarzyszących trzęsieniom ziemi należą do folkloru różnych społeczności od setek lat, sejsmolodzy dysponują zaś rozbudowaną dokumentacją fotograficzną. Novum badania opisanego na łamach PNAS polega na tym, że udowodniono, iż sygnały napięciowe towarzyszące strukturalnym uszkodzeniom występują też w spójnych proszkach i poprzedzają sam rozpad materiału. Amerykanie potwierdzili to w eksperymentach z różnymi sproszkowanymi materiałami.