美科学家研制出智能砖 检测建筑物破坏程度

新浪科技讯据《基督教科学箴言报》报道，你听说过智能炸弹、智能药品、智能卡片，但你听说过智能砖吗？在普通的建筑用砖上装备一些电子传感器后，这种新型的智能砖可以让建筑物变得比现在更加智能，甚至会更加安全。

例如，“9·11”恐怖袭击事件发生后，纽约世贸中心大楼在大火中摇摇欲坠，如果双子星座采用智能砖技术的话，消防人员就可以改变他们的营救策略，从而减少人员伤亡。智能砖技术还可以及早发现建筑物所承受的潜在压力，因此今年5月巴黎*机场坍塌的悲剧将不会重演。在遭遇地震、洪水或者飓风(比如哈利号飓风)袭击后，智能砖技术还可以检测出建筑物遭受的破坏程度。

伊利诺斯州大学纳米技术研究中心的刘昌和他的同事们一起发明了智能砖。他说：“我们的生活中出现了越来越多的电子智能技术，但是我们生活和工作的楼房却一直没有实现智能化。如果楼房也能实现智能化，我们就会生活得更加舒服、更加安全。”

智能砖和普通砖的区别就在于智能砖上有一个电子箱，该电子箱可以设计在智能砖的任何一面上。研究人员在电子箱内装备了一些先进的无线电子器材――传感器、信号处理器、无线通讯线路和电池；所有这些器材都紧紧地压缩成一个整体。刘昌博士说：“建筑工人可以像使用普通砖一样使用智能砖。”在塑胶、木材、钢筋混泥土等建筑材料中也可以安装一些传感器。这些传感器可以监测筑物的温度、震动和移动的情况。传感器把这些信息无线传送到一个终端电脑中。

在建筑物的几个特殊位置放置一些智能砖，可以起到网络连接的作用。这些智能砖连接在一起，可以提供建筑物的整体稳定情况。对救火的消防人员来说，这些信息至关重要。遭遇地震后，营救人员也可以依据这些信息来判断建筑物是否有坍塌的危险。即使不存在坍塌的危险，楼房管理人员和楼内居民也可以根据这些信息来管理和维护这些楼房。比如，这些信息可以告诉楼房管理人员：哪里的地基需要加强，那些墙壁需要修复。居民可以利用智能砖提供的信息来调节温度和空气流通，提高能源的利用效率。

刘昌和他的研究生乔恩·埃格尔先在液体水晶聚合体上镶镀一层金属膜，然后利用传导性的环氧胶把这层金属膜和铜线粘接在一起，外面再包裹上一层硅材料，这样传感器组就制造好了。这套装置现在已经可以投入使用了，但是研究人员说，他们正在进一步地改良这些器材。

埃格尔介绍说：“自从我们使用自己内部的微电子传感器以后，这些传感器组的体积就变得越来越小。我们内部的这些微电子传感器都非常小，因此整个传感器组也不过只有几百微米，差不多有七根头发那么粗吧。”这些智能砖、混泥土材料和建筑钢材在实际应用于建筑物之前，还有一些问题需要解决。让人奇怪的是，首要的问题就是它的体积大小问题。研究人员在设计第一代智能砖时，使用的都是现有材料。因此埃格尔说：“传感器组的体积还有很大的缩减空间。最终，我们希望把所有的材料都放在一个芯片上，然后再把这个芯片安装在一个塑料板上。我们不喜欢使用硅材料，因为塑料板更加耐用。”

另一个需要解决的是柔韧性问题。硅材料易碎，因此很容易破裂。所以研究人员希望用弹性好的塑料材料来替代硅材料。这样传感器组就会更有弹性，适应性更广。埃格尔说：“你可以把这些富有弹性的传感器组缠绕在增加混凝土强度的钢筋上，这样可以监测钢筋所承受的张力。”伊利诺州大学已经申请为智能砖申请了专利。同时，该大学的科技事务经营处也正在申请经营该技术的许可证。刘昌表示：“这种技术将会大大改变建筑行业的现状。”(杨孝文编译）