Ein Großteil der Tunnel- und Brückeninfrastruktur in Europa ist marode. Um verheerende Unfälle wie den Einsturz der Morandi-Brücke in Genua zu verhindern, ist eine frühzeitige Erkennung potenzieller Betonrisse unabdingbar. Die Universität Luxemburg und die Technische Universität Darmstadt haben eine Methode entwickelt, die Risse per Farbveränderung anzeigt.
An den beiden Universitäten wurden Elastomere entwickelt, die einer Farbbeschichtung ähneln und sich nach Auffassung der beiden Universitäten bei der Erkennung von Betonrissen und damit für die Überwachung von Gebäuden, Brücken und Tunneln als äußerst hilfreich erwiesen haben. Die kostengünstige und skalierbare Technologie der Elastomere könne die Sicherheit kritischer Infrastrukturen wie Brücken oder Dämme revolutionieren. „Bestehende Lösungen und Sensoren ermöglichen keine preiswertige Erkennung und Überwachung, während unsere Technologie kostengünstig ist und nur eine Kamera als elektronische Ausrüstung benötigt“, erklärt Prof. Jan Lagerwall, Physiker an der Fakultät für Naturwissenschaften, Technologie und Medizin.
Farben zeigen, wo sich das Material verschlechtert
Die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Forschern und Betonbau-Experten habe gezeigt, dass die Rissbildung in einem sehr frühen Stadium durch eine dünne Schicht dieser cholesterischen Flüssigkristallelastomere (CLCEs) sichtbar gemacht werden kann, die je nach Zustand des Materials ihre Farbe ändert. Außerdem könnte sie auch zur Überwachung des fortschreitenden Risswachstums eingesetzt werden, um vor potenziell katastrophalen Folgen zu handeln. Die Zusammenarbeit wurde in der Fachzeitschrift Structural Health Monitoring veröffentlicht.
Das Team verfeinert derzeit die chemische Zusammensetzung der CLCEs, die in verschiedene Farben geändert oder unsichtbar bleiben können, bis ein Riss auftritt, um so die Umweltbelastung zu minimieren. Obwohl die Technologie ursprünglich für Betonoberflächen entwickelt wurde, könnte sie auch auf Metalloberflächen von Fahrzeugen wie Flugzeugen, Booten, Zügen und Autos angewendet werden.
Pilotprojekt startet in diesem Frühjahr
„Zusammen mit Prof. Numa Bertola von der Universität Luxemburg starten wir nun im Frühjahr 2025 unser erstes Pilotprojekt außerhalb des Labors an einer echten Struktur mit einer Brücke in der Schweiz. Es ist sehr wichtig ist zu sehen, wie sich unsere Lösung unter Außenbedingungen über einen längeren Zeitraum bewährt“, so Prof. Jan Lagerwall hinzu. Das Team prüft derzeit die Zusammenarbeit mit weiteren Partnern. Weitere Informationen >>>