碳纳米复合材料现在已接近实用工业

Skoltech设计，制造和材料中心的研究团队最近发表了一项研究，该研究专注于通过在聚合物基质中添加碳纳米颗粒而创建的多功能材料，旨在通过一种廉价的技术进行自我诊断监测。

这项研究由博士学位撰写。来自Sergey Abaimov教授的研究小组的学生Hassaan Ahmad Butt最近发表在《复合结构》上，并且是一个多阶段项目的一部分，该项目旨在创建可自我感应的材料，可以将其结合并使用现有的工业生产路线进行生产。

随着世界范围内聚合物复合材料对性能的要求逐年提高，碳纳米颗粒在添加到此类材料系统中时受到了广泛的关注。研究表明，它们可以以相对较小的添加量来提高所需的机械性能，同时始终使最终材料具有导电性和压阻性。然而，将碳纳米颗粒结合到大规模生产中是有问题的，需要大量的设备升级。

“这就是为什么我们决定使用色母粒和工业上可用的廉价制造技术。可以将色母粒存储，运输和并入大规模生产路线中，而无需进行大修。几乎所有处理热固性聚合物的设施都配有简单的混合器。”哈桑说。

这项研究研究了碳纳米粒子的添加如何改变聚合物基体的电导率，以及在机械负载过程中其自身如何发生变化，受到监控，从而与材料所经历的变形有关。相应地，这消除了对复杂监控技术的需求，只需一个简单的万用表即可确定答案。

从本质上讲，使用此类材料有可能取代重量关键型系统(如飞机结构)中的传感器，并且材料本身能够提供测量结果。可以使用相同的材​​料和生产路线来制造用于电路印刷，电磁屏蔽和专用温度和湿度传感器等应用的导电材料。材料概念不限于此特定的制造路线，拉挤成型和真空灌注也可能适用。

Hassaan说：“目前的材料的应用范围从航空领域到专门的传感器。这种材料是独特的，因为它们可以按比例放大到结构中或按比例缩小以附加为单独的微型传感器。”

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