来自田纳西大学诺克斯维尔分校(University of Tennessee, Knoxville)和伊士曼化工公司(Eastman)的研究小组开发了一种全新的保持橡胶持久性和高质量的技术方法，可能会对汽车轮胎等产品的可持续性和耐久性产生影响。
随着全球各地的消费者越来越多地从燃油汽车转向电动汽车，现有的电动汽车车主发现了一个意想不到的维护问题：由于更大的重量和扭矩，标准轮胎承受了更大的压力，导致它们的老化速度比内燃机车的轮胎快30%。
橡胶含有氧化锌和硫磺等添加剂，其作用是提高强度、弹性等有利特性。如果这些添加剂成分分布不均匀，材料就会产生缺陷，导致产品过早老化。“如果硫磺等成分不能很好地分散，那就会产生局部的硬点(hard spots)。”Penumadu表示，“硬点会吸收大量的机械和热应力，使材料过早地老化。”
即使是宽度只有头发丝那么大的缺陷，也会减少汽车轮胎等大型橡胶部件的寿命。在安全和经济方面导致不良影响。
发现和研究这些缺陷——相关领域被称为断裂力学——对于了解材料的性能至关重要。然而一个长期困扰橡胶行业的问题是，如何在造成问题之前发现这些缺陷。
“目前的方法是切出一小块橡胶样品，然后在光学显微镜下观察。”Penumadu说，“这一方法不仅乏味和具有破坏性，而且也不可靠。它要求你猜测一个不透明的样品中哪些地方需要检查。”此外，光学显微镜不能对橡胶的具体成分做出区分——例如，硫磺和氧化锌在显微镜中都显示为白色斑点。
Penumadu的团队从光学分析转为X射线断层扫描(X-Ray Computed Tomography, X-CT)，从而克服了这一问题。根据照射材料的结构，穿过样品的X射线会产生不同的散射和吸收，之后计算机会依次重建出橡胶内部的数字3D模型。
“这一点非常重要。”Penumadu表示，“X-CT让我们无创地看到材料的内部以及每个成分的实际分布情况。”
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