德國(guó)紡織和纖維研究所正在開(kāi)發(fā)大面積傳感器，這些傳感器可以通過(guò)在織物上印刷來(lái)檢測(cè)變形和應(yīng)力，然后將其整合到復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中。

新傳感器技術(shù)在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中提供多方向和大面積傳感，用于監(jiān)測(cè)機(jī)械變形和損壞。圖片來(lái)源：德國(guó)紡織和纖維研究所 (DITF)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片、飛機(jī)和汽車零件等大型結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了對(duì)損壞和機(jī)械變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)的需求。目前的選擇并不完全令人滿意——小型傳感器無(wú)法覆蓋足夠的區(qū)域，而據(jù)報(bào)道，光纖和壓電傳感器仍然需要大量投資和專業(yè)知識(shí)。德國(guó)紡織和纖維研究所（DITF，Denkendorf）正在尋求通過(guò)開(kāi)發(fā)一種通過(guò)打印在增強(qiáng)織物上生產(chǎn)的大面積傳感器來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題?！　∵@種DITF織物傳感器能夠在大范圍內(nèi)檢測(cè)機(jī)械變形，因?yàn)樗钥蓽y(cè)量的電阻響應(yīng)外部張力或壓力。通過(guò)檢測(cè)和測(cè)量機(jī)械應(yīng)力參數(shù)——例如傳感器信號(hào)形狀的變形程度和彎曲速度，即使是最小的變形也可以被檢測(cè)到。

這個(gè) DITF 傳感復(fù)合材料的樣品——前（左）和后（右）——是通過(guò)首先在玻璃纖維織物上打印電極圖案，然后在注入環(huán)氧樹(shù)脂等基體樹(shù)脂之前涂上6%的炭黑填充聚合物薄膜。圖片來(lái)源：DITF　　DITF研究員Reinhold Schneider博士在2021年國(guó)際工業(yè)紡織品協(xié)會(huì) (IFAI) 協(xié)會(huì)上的演講中描述了如何有效利用增強(qiáng)織物來(lái)創(chuàng)建基于織物的傳感器。　　該過(guò)程首先將電極的導(dǎo)電叉指圖案絲網(wǎng)或噴墨印刷到紡織品上，用于記錄和測(cè)量結(jié)構(gòu)的電阻信號(hào)。然后使用傳感器材料進(jìn)行涂層或印刷，例如導(dǎo)電聚合物或某種形式的碳（例如，粉狀炭黑、磨碎的碳纖維、納米碳等）。最后，例如使用環(huán)氧樹(shù)脂基體樹(shù)脂使用真空灌注工藝制造復(fù)合材料?！　∫坏┥a(chǎn)出來(lái)，基于織物的復(fù)合材料傳感器可以使用三點(diǎn)彎曲方法測(cè)試歐姆電阻率，并在一段時(shí)間內(nèi)施加和釋放機(jī)械負(fù)載。這與完全相關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。在測(cè)試中，發(fā)現(xiàn)電阻變化取決于涂層厚度和印刷漿中碳含量的百分比。具體來(lái)說(shuō)，一層薄薄的傳感涂層或印刷會(huì)產(chǎn)生少量的碳，從而導(dǎo)致高電阻變化?！　　坝行У拇笠?guī)模復(fù)合材料監(jiān)測(cè)對(duì)于健康和安全以及成本至關(guān)重要，”行業(yè)顧問(wèn)、皇家藝術(shù)學(xué)院（英國(guó)倫敦皇家藝術(shù)學(xué)院）客座教授，同時(shí)也是多部關(guān)于先進(jìn)和智能紡織品著作的作者M(jìn)arie O'Mahony 博士說(shuō)?！背酥?，隨著大規(guī)模復(fù)合材料變得越來(lái)越普遍，這也是降低未來(lái)風(fēng)險(xiǎn)的重要方式?！?/p>

版權(quán)聲明：復(fù)材云集尊重版權(quán)并感謝每一位作者的辛苦付出與創(chuàng)作；除無(wú)法溯源的文章，我們均在文末備注了來(lái)源；如文章視頻、圖片、文字涉及版權(quán)問(wèn)題，請(qǐng)第一時(shí)間聯(lián)系我們，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容！