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新工艺让碳纳米复合材料离实用工业化又近了一步

 
   斯科尔科沃科学和技术学院(Skoltech)设计、制造和材料中心的一个研究小组最近发表了一项研究,重点是通过将碳纳米颗粒添加到聚合物基质中创建的多功能材料,旨在通过一种廉价的技术实现自我诊断监测。
 
   这项研究的论文由Sergey Abaimov教授研究小组的博士生Hassaan Ahmad Butt撰写,最近发表在《Composite Structures》上,是一个旨在创造自感应材料的多阶段项目的一部分,该材料可以利用现有的工业制造路线进行整合和生产。
 
   随着全球范围内对聚合物复合材料的性能要求逐年提高,碳纳米颗粒在加入此类材料体系时受到了大量关注。研究表明,它们可以用相对较少的添加量增加所需的机械性能,同时使最终材料具有导电和压阻的性质。然而,碳纳米粒子融入大规模生产是个问题,需要密集的设施升级。
 
   "这就是为什么我们决定使用母粒和工业上可用的廉价制造技术。母料可以储存、运输并纳入大规模生产路线,而无需进行昂贵的检修。几乎每个处理热固性聚合物的设施都有一个简单的混合器。"Hassaan说。
 
   该研究探讨了碳纳米颗粒的添加如何改变聚合物基体的电导率,以及这本身如何在机械负载过程中发生变化,从而与材料所经历的变形相关。反过来,这就省去了复杂的监测技术,一个简单的万用表就能确定答案。
 
   从本质上讲,使用这种材料有可能取代飞机结构等重量关键系统中的传感器,材料本身就能提供测量。同样的材料和生产路线可以用于制造导电材料,应用于电路印刷、电磁屏蔽和专用的温度和湿度传感器等。该材料概念并不局限于这种特定的制造路线,拉挤和真空灌注也有可能适用。
 
   "目前材料的应用范围从航空航天领域到专用传感器。这些材料的独特之处在于,它们可以放大成独立结构,也可以缩小成独立的微型传感器。"Hassaan说。

   
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