Автор AZoNano 24 ноября 2020 г.

Исследовательская группа из Центра дизайна, производства и материалов Сколтеха недавно опубликовала исследование, посвященное многофункциональным материалам, созданным путем добавления углеродных наночастиц к полимерным матрицам, которые позволяют проводить самодиагностический мониторинг с помощью недорогих техника.

Исследование, автором которого является аспирант Хасан Ахмад Батт из исследовательской группы профессора Сергея Абаимова, недавно было опубликовано в Composite Structures и является частью многофазного проекта по созданию самочувствительных материалов, которые могут быть включены и произведены с использованием существующих промышленных производственных маршрутов.

Поскольку требования к свойствам полимерных композитов возрастают с каждым годом во всем мире, углеродные наночастицы привлекают большое внимание, когда дело доходит до их добавления в такие системы материалов. Исследования показали, что они могут улучшить требуемые механические свойства при относительно небольших количествах добавок, при этом позволяя конечному материалу быть электропроводящим и пьезорезистивным по своей природе.

Однако внедрение углеродных наночастиц в крупномасштабное производство проблематично и требует интенсивной модернизации оборудования.

«Вот почему мы решили использовать суперконцентраты и промышленно доступные недорогие производственные технологии. Суперконцентраты можно хранить, транспортировать и включать в крупномасштабные производственные маршруты без необходимости дорогостоящего капитального ремонта. Почти каждое предприятие, имеющее дело с термореактивными полимерами. имеет простой миксер », – сказал Хасан.

В исследовании изучается, как добавление углеродных наночастиц может изменить электропроводность полимерных матриц и как она сама может измениться во время механической нагрузки, отслеживаться и, таким образом, связана с деформацией, которую испытывает материал.

В свою очередь, это устраняет необходимость в сложных методах мониторинга, так как простой мультиметр может определить ответ.

По сути, использование таких материалов может заменить датчики в критических по весу системах, таких как конструкции самолетов, с самим материалом, способным обеспечивать измерения.

Те же материалы и производственный процесс могут использоваться для производства электропроводящих материалов для таких применений, как печать электрических схем, электромагнитное экранирование и специальные датчики температуры и влажности.

Концепция материала не ограничивается этим конкретным производственным маршрутом, с возможной применимостью также пултрузия и вакуумная инфузия.

«Современные материалы находят применение в диапазоне от аэрокосмической сферы до специализированных датчиков. Материалы уникальны тем, что они могут быть увеличены в масштабе до структур или уменьшены для присоединения в качестве отдельных миниатюрных датчиков» Хасан.

Источник: https://www.skoltech.ru/en/