俄羅斯斯科爾科沃科學技術研究所Skoltech製造和材料中心的研究小組最近發表了一項關於複合結構的研究（"由工業環氧色母粒製造的可自我診斷的碳納米複合材料"），該研究的重點是通過添加碳形成的多功能材料從納米顆粒到聚合物基質的設計，旨在通過廉價的技術進行自我診斷監測。

這項研究是由Sergey Abaimov教授的研究小組的博士生Hassaan Ahmad Butt撰寫的，該研究最近發表在《 Composite Structures》上，並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製造方法加以整合和生產。

完成成型過程後的碳納米複合材料。稍作修飾後，將測試樣品的壓阻響應。這些材料可以成形爲幾乎任何大小和形式。Skoltech微納力學實驗室）

隨着全球範圍內聚合物複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，同時始終使最終材料具有導電性和壓阻性。然而，將碳納米顆粒併入大規模生產是有問題的，需要大量的設備升級。

"這就是爲什麼我們決定使用色母粒和工業上可用的廉價製造技術。可以將色母粒存儲，運輸和併入大規模生產路線，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。"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，這消除了對複雜監控技術的需求，只需一個簡單的萬用表即可確定答案。

在Intron 5969通用測試系統中，在拉伸載荷下測試CNT納米複合材料的壓阻響應。電阻值隨着施加的拉伸載荷的增加而變化，這使材料可以發送有關其狀況的自報告。銀色的線是導電觸點，LIMESS數字圖像相關性（DIC）系統使用白色的斑點來計算應變值。圖像是在CDMM機械測試實驗室拍攝的

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，並且材料本身能夠提供測量結果。可以使用相同的材料和生產路線來製造用於電路印刷，電磁屏蔽以及專用溫度和溼度傳感器等應用的導電材料。材料概念不限於這種特定的製造路線，拉擠成型和真空灌注也可能適用。

Hassaan說："目前的材料的應用範圍從航空領域到專門的傳感器。這種材料是獨特的，因爲它們可以按比例放大到結構中或按比例縮小以附加爲單獨的微型傳感器。"

來源：3xmaker合越智能

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