Skoltech設(shè)計，制造和材料中心的研究團隊最近發(fā)表了一項研究，該研究專注于通過在聚合物基質(zhì)中添加碳納米顆粒而創(chuàng)建的多功能材料，旨在通過一種廉價的技術(shù)進行自我診斷監(jiān)測。

這項研究由博士學(xué)位撰寫。來自Sergey Abaimov教授的研究小組的學(xué)生Hassaan Ahmad Butt最近發(fā)表在《復(fù)合結(jié)構(gòu)》上，并且是一個多階段項目的一部分，該項目旨在創(chuàng)建可自我感應(yīng)的材料，可以將其結(jié)合并使用現(xiàn)有的工業(yè)生產(chǎn)路線進行生產(chǎn)。

隨著世界范圍內(nèi)聚合物復(fù)合材料對性能的要求逐年提高，碳納米顆粒在添加到此類材料系統(tǒng)中時受到了廣泛的關(guān)注。研究表明，它們可以以相對較小的添加量來提高所需的機械性能，同時始終使最終材料具有導(dǎo)電性和壓阻性。然而，將碳納米顆粒結(jié)合到大規(guī)模生產(chǎn)中是有問題的，需要大量的設(shè)備升級。

“這就是為什么我們決定使用色母粒和工業(yè)上可用的廉價制造技術(shù)?？梢詫⑸噶４鎯?，運輸和并入大規(guī)模生產(chǎn)路線中，而無需進行大修。幾乎所有處理熱固性聚合物的設(shè)施都配有簡單的混合器。”哈桑說。

這項研究研究了碳納米粒子的添加如何改變聚合物基體的電導(dǎo)率，以及在機械負載過程中其自身如何發(fā)生變化，受到監(jiān)控，從而與材料所經(jīng)歷的變形有關(guān)。相應(yīng)地，這消除了對復(fù)雜監(jiān)控技術(shù)的需求，只需一個簡單的萬用表即可確定答案。

從本質(zhì)上講，使用此類材料有可能取代重量關(guān)鍵型系統(tǒng)(如飛機結(jié)構(gòu))中的傳感器，并且材料本身能夠提供測量結(jié)果?？梢允褂孟嗤牟??料和生產(chǎn)路線來制造用于電路印刷，電磁屏蔽和專用溫度和濕度傳感器等應(yīng)用的導(dǎo)電材料。材料概念不限于此特定的制造路線，拉擠成型和真空灌注也可能適用。

Hassaan說：“目前的材料的應(yīng)用范圍從航空領(lǐng)域到專門的傳感器。這種材料是獨特的，因為它們可以按比例放大到結(jié)構(gòu)中或按比例縮小以附加為單獨的微型傳感器。”