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這項研究的論文由Sergey Abaimov教授研究小組的博士生Hassaan Ahmad Butt撰寫，近發(fā)表在《Composite Structures》上，是一個旨在創(chuàng)造自感應(yīng)材料的多階段項目的一部分，該材料可以利用現(xiàn)有的工業(yè)制造路線進行整合和生產(chǎn)。
隨著范圍內(nèi)對聚合物復(fù)合材料的性能要求逐年提高，碳納米顆粒在加入此類材料體系時受到了大量關(guān)注。研究表明，它們可以用相對較少的添加量增加所需的機械性能，同時使終材料具有導(dǎo)電和壓阻的性質(zhì)。然而，碳納米粒子融入大規(guī)模生產(chǎn)是個問題，需要密集的設(shè)施升級。
"這就是為什么我們決定使用母粒和工業(yè)上可用的廉價制造技術(shù)。母料可以儲存、運輸并納入大規(guī)模生產(chǎn)路線，而無需進行昂貴的檢修。幾乎每個處理熱固性聚合物的設(shè)施都有一個簡單的混合器，"Hassaan說。
該研究探討了碳納米顆粒的添加如何改變聚合物基體的電導(dǎo)率，以及這本身如何在機械負載過程中發(fā)生變化，從而與材料所經(jīng)歷的變形相關(guān)。反過來，這就省去了復(fù)雜的監(jiān)測技術(shù)，一個簡單的萬用表就能確定答案。
從本質(zhì)上講，使用這種材料有可能取代飛機結(jié)構(gòu)等重量關(guān)鍵系統(tǒng)中的傳感器，材料本身就能提供測量。同樣的材料和生產(chǎn)路線可以用于制造導(dǎo)電材料，應(yīng)用于電路印刷、電磁屏蔽和專用的溫度和濕度傳感器等。該材料概念并不局限于這種特定的制造路線，拉擠和真空灌注也有可能適用。
"目前材料的應(yīng)用范圍從航空航天領(lǐng)域到專用傳感器。這些材料的獨特之處在于，它們可以放大成獨立結(jié)構(gòu)，也可以縮小成獨立的微型傳感器。"Hassaan說。
論文標(biāo)題為《Self-diagnostic carbon nanocomposites manufactured from industrial epoxy masterbatches》。