UNIST开发超声成像技术…从生物拓展至建筑
UNIST Kim Gun教授团队开发超声成像技术 精准测量混凝土碳化深度
有望应用于电池、癌症诊断等多个领域…发表在“Cem. Concr. Res.”
已经开发出一项能够以无损方式测量被混凝土结构物捕获的二氧化碳深度的技术。
这是首次将原本应用于医疗领域的超声成像技术引入建筑领域的案例。
UNIST（校长 Lee Yonghoon）地球环境城市建设工学系的 Kim Geon 教授，与朝鲜大学建筑工学系 Kim Hyeonggi 教授、美国伊利诺伊大学电气电子工程系 Michael Oelze 教授团队共同开发出了可以精确可视化水泥碳化深度的定量超声成像（Quantitative Ultrasound, QUS）技术。
混凝土碳化，是将大气中的二氧化碳捕获并储存在混凝土结构中的过程，是实现碳中和的建筑产业领域核心战略技术之一。随着碳化的推进，混凝土构件内部的微观结构会发生变化，而这种结构变化通过现有的无损方法难以测量，因此一直依赖破坏性检测方法。
研究团队从采集到的超声信号中提取材料的超声散射和衰减特性，并将其可视化为图像，从而捕捉到微观结构的变化。
与现有破坏性试验方法——酚酞指示剂法测得的结果相比，该成像结果的误差仅约1毫米，即可准确探测碳化深度。这也证明了可以按位置以无损方式测量碳化深度。
目前普遍采用的超声成像检测技术受限于分辨率较低，只能高度依赖专家或医生的经验。但此次开发的技术是以由材料本身决定的定量指标来构成图像像素，因此即便经验不足的人也能轻松判断材料的结构变化。
Kim Geon 教授表示：“这是首次证明原本仅限于生物医疗领域使用的定量超声成像技术，也能在建筑领域得到有效应用的案例。预计该技术今后还可应用于汽车电池寿命预测、癌组织精密可视化等多个研究领域。”
此次研究成果已于4月25日在线发表在建筑领域顶级学术期刊《Cement and Concrete Research》上。研究工作得到了科学技术信息通信部韩国研究财团新进研究课题和基础研究项目的支持。
自2020年受聘于UNIST地球环境城市建设工学系以来，Kim Geon 教授一直从事涵盖建筑工学、高分子化学等在内的跨学科融合研究。代表性研究包括利用聚焦超声能量破坏癌组织、增强聚合物分子链、基于超声的结构物健康评估，以及开发任何人都能轻松用于结构诊断的应力可视化高分子传感器等。
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