碳納米顆粒復合材料有望實現大規模生產

Skoltech設計制造和材料中心的研究小組近發表了一項研究,該研究專注于通過向聚合物基質中添加碳納米顆粒而創建的多功能材料,旨在通過一種廉價的技術進行自診斷監測。
  這項研究近發表在《復合結構》上,并且是一個旨在創建可自我感應的材料的多階段項目的一部分,該材料可以通過現有的工業制造方法加以整合生產路線。
  隨著范圍內聚合物復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中時受到了廣泛關注。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,同時始終使終材料具有導電性和壓阻性。然而,將碳納米顆粒并入大規模生產是有問題的,需要大量的設備升級。
  “這就是為什么我們決定使用色母粒和工業上可用的廉價制造技術。可以將色母粒存儲,運輸和并入大規模生產路線,而無需進行大修。幾乎所有處理熱固性聚合物的設施都配有簡單的混合機。”研究人員說。
  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率,以及在機械負載過程中其本身如何發生變化,受到監控,從而與材料所經歷的變形有關。相應地,這消除了對復雜監控技術的需求,只需一個簡單的萬用表即可確定答案。
  從本質上講,使用這種材料有可能取代重量關鍵型系統(如飛機結構)中的傳感器,并且材料本身能夠提供測量結果??梢允褂孟嗤牟牧虾蜕a路線來制造用于電路印刷,電磁屏蔽以及專用溫度和濕度傳感器等應用的導電材料。材料概念不限于這種特定的制造路線,拉擠成型和真空灌注也可能適用。
  研究人員說:“目前的材料的應用范圍從航空領域到專門的傳感器。這種材料是獨特的,因為它們可以按比例放大到結構中或按比例縮小以附加為單獨的微型傳感器。”