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Engineering

La cepa de detección Basado en Multiescala materiales compuestos reforzados con grafeno Nanoplatelets

Published: November 7, 2016 doi: 10.3791/54512

Summary

La integración de nanopartículas conductoras, tales como nanoplatelets grafeno, en materiales compuestos de fibra de vidrio crea una red eléctrica intrínseca susceptible a la tensión. Aquí, diferentes métodos para obtener sensores de tensión en función de la adición de nanoplatelets grafeno en la matriz epoxi o como se propone un revestimiento sobre tejidos de vidrio.

Abstract

La respuesta eléctrica de NH 2 -functionalized grafeno nanoplatelets se estudió materiales compuestos bajo tensión. Se proponen dos métodos de fabricación diferentes para crear la red eléctrica en este trabajo: (a) la incorporación de los nanoplatelets en la matriz epoxi y (b) el recubrimiento de la tela de vidrio con un apresto lleno de los mismos nanoplatelets. Ambos tipos de materiales compuestos multiescala, con una conductividad eléctrica en el plano de ~ 10 -3 S / m, mostraron un crecimiento exponencial de la resistencia eléctrica medida que aumenta la deformación debido a distanciarse entre nanoplatelets grafeno funcionalizados adyacentes y la pérdida de contacto entre los recubre. La sensibilidad de los materiales analizados durante esta investigación, utilizando los procedimientos descritos, se ha demostrado que ser mayor que medidores de deformación disponibles comercialmente. Los procedimientos propuestos para la auto-detección del material compuesto estructural facilitarían el monitor de condición estructuralción de los componentes en los emplazamientos de difícil acceso, como los parques eólicos en alta mar. Aunque la sensibilidad de los materiales compuestos multiescala fue considerablemente mayor que la sensibilidad de láminas metálicas utilizado como medidores de deformación, el valor alcanzado con NH 2 telas nanoplatelets grafeno funcionalizados recubiertos fue casi un orden de magnitud superior. Este resultado dilucidado su potencial para ser utilizado como telas inteligentes para controlar los movimientos humanos, tales como la flexión de los dedos o las rodillas. Al utilizar el método propuesto, el tejido inteligente podría detectar inmediatamente la flexión y recuperar al instante. Este hecho permite la monitorización precisa de la hora de la flexión, así como el grado de flexión.

Introduction

Vigilancia de la salud estructural (SHM) se ha convertido cada vez más importante debido a la necesidad de conocer la vida restante de las estructuras 1-3. Hoy en día, lugares de difícil acceso, tales como plantas eólicas en alta mar, conducen a mayores riesgos en las operaciones de mantenimiento, así como mayores costos de 2-4. Materiales de auto-detección constituyen una de las posibilidades en el campo de la SHM debido a su capacidad de esfuerzo de autocontrol y que el daño 5.

En el caso de las turbinas de viento, las hojas se fabrican generalmente en materiales compuestos de fibra / epoxi de vidrio, que son aislantes eléctricamente. Con el fin de conferir propiedades de auto-detección para este material compuesto, una red eléctrica intrínseca susceptibles a la tensión y el daño tiene que ser creado. Durante los últimos años, la incorporación de nanopartículas conductoras tales como nanocables de plata 6,7, nanotubos de carbono (CNT), 8-10 y nanoplatelets grafeno (PNB) 11-13se ha estudiado para crear esta red eléctrica. Estas nanopartículas se pueden incorporar en el sistema como material de relleno en la matriz polimérica o mediante el recubrimiento de la tela de fibra de vidrio 14. Estos materiales también se pueden aplicar a otros campos de la industria, es decir, aeroespacial, ingeniería de automoción y civiles 5 y tejidos recubiertos se pueden utilizar como materiales inteligentes en aplicaciones biomecánicas 7,15.

Piezoresistivity de estos sensores se logra mediante tres contribuciones diferentes. La primera contribución es la piezoresistivity intrínseca de las nanopartículas; una cepa de la estructura cambia la conductividad eléctrica de las nanopartículas. Sin embargo, las principales contribuciones son los cambios en la resistencia eléctrica del túnel, debido a modificaciones en las distancias entre las nanopartículas adyacentes, y la resistencia de contacto eléctrica, debido a las variaciones en el área de contacto entre las 9 superpuestas. Este piezoresistivity es mayor cuando 2D nanoparticles se utilizan como nanorelleno en comparación con las nanopartículas 1D porque la red eléctrica presenta una mayor susceptibilidad a los cambios y discontinuidades geométricas, por lo general de un orden de magnitud superiores 16.

Debido al carácter atómica 2D 17 y la alta conductividad eléctrica 18,19, nanoplatelets grafeno se han seleccionado en este trabajo como la nano-reforzador de materiales compuestos de múltiples escalas con el fin de obtener la auto-sensores con una sensibilidad mejorada. Dos formas diferentes de incorporar los PNB en el material compuesto se estudian con el fin de dilucidar las posibles diferencias en los mecanismos de detección y sensibilidad.

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Protocol

1. Preparación de la sustancia epoxídica rellena de grafeno funcionalizado Nanoplatelet de Materiales Compuestos Multiescala

  1. Dispersar nanoplatelets grafeno funcionalizados (F-PNB) en la resina epoxi.
    1. Pesar 24,00 g de F-PNB para lograr un 12% en peso del material nanocompuesto definitiva dentro de una campana de humos sin conductos.
    2. Añadir 143.09 g del monómero bisfenol A diglicidiléter (DGEBA) y se mezcla manualmente para lograr homogeneidad.
    3. Dispersar a los F-PNB en el monómero mediante un procedimiento de dos etapas, que combina la sonda de ultrasonidos y calandrado procesos 20.
      1. Sonicar la mezcla a 50% de la amplitud y un ciclo de 0,5 segundos durante 45 min.
      2. Aplicar 3 ciclos de calandrado utilizando una distancia entre los rodillos de 5 micras y con el aumento de la velocidad del rodillo en cada ciclo: 250 rpm, 300 rpm y 350 rpm.
      3. Se pesa la mezcla de f-PNB / monómero después de completar la dispersión.
    4. Desgasificar la mezcla / monómero f-PNB under vacío y agitación magnética a 80 ° C durante 15 min.
    5. Pesar y añadir el endurecedor en una proporción en peso de 100: 23 (monómero: endurecedor) y se agita manualmente hasta lograr homogeneidad.

2. El recubrimiento del tejido de vidrio con grafeno funcionalizado Nanoplatelet Lleno de tamaño (Suspensión) para materiales compuestos Multiescala

  1. Dispersar nanoplatelets grafeno funcionalizados en el dimensionamiento.
    1. Pesar 7,5 g de f-PNB, la cantidad necesaria para alcanzar un 5% en peso, en 142,5 g de disolvente (agua dimensionamiento / destilada especificado en 2.1.2) dentro de una campana de humos sin conductos.
    2. Preparar la mezcla de la f-PNB y de su capacidad diluida con agua destilada (1: 1 en peso) en el interior de la campana de humos sin conductos. Una vez que el agua destilada se ha añadido, realizar el trabajo fuera de la campana de humos sin conductos.
    3. Dispersar los PNB por sonicación con sonda durante 45 minutos a 50% de la amplitud y un ciclo de 0,5 s.
  2. Escudo del glass tela con el dimensionamiento llena f-PNB.
    1. Con tijeras adecuadas para el corte de la tela, corte de 14 capas de tejido de vidrio con dimensiones de 120 х 120 mm 2 y luego la capa con la mezcla de f-PNB y dimensionamiento (2.1.3) por recubrimiento por inmersión (una inmersión) usando un recubridor de inmersión en el dimensionamiento llena f-PNB.
    2. Se seca el tejido de vidrio recubierto f-PNB en un horno de vacío a 150 ° C durante 24 horas como se indica en las fichas técnicas proporcionadas por el fabricante.

3. Fabricación de Materiales Compuestos Multiescala

  1. Fabricación de materiales f-PNB / compuestos epoxi.
    1. Después de la desgasificación de la mezcla, mantener la resina epoxídica rellena de f-PNB en agitación magnética a 80 ° C durante todo el proceso de fabricación.
    2. Colocar las 14 capas de la tela de vidrio en un horno a 80 ° C.
    3. Como alternativa, coloque una capa de epoxi llena f-PNB y una capa de tejido de fibra de vidrio (14 capas) Sequencialmente a mano sobre una placa metálica con un rodillo-de transmitirse después de colocar cada capa de tejido de vidrio.
      1. Use las tijeras para cortar y colocar la película de polímero anti-adherente (120 х 120 mm 2) en una placa de acero.
      2. Aplicar una capa de la mezcla de f-PNB / epoxi en la película de polímero antiadherente con un cepillo. Colocar una capa de tela de fibra de vidrio. Tenga en cuenta la importancia de cubrir el área de la región F-PNB / epoxi y la alineación de las diferentes capas de tejido. Eliminar el aire y las capas compactas mediante el uso de un rodillo-de transmitirse.
      3. Repita el paso 3.1.3.2 hasta completar todas las capas del laminado.
      4. Aplicar una capa final de la mezcla en el PNB f / epoxi con el cepillo y el laminado cubrir con otra capa de película de polímero anti-adherente.
    4. Una vez que todas las capas de tela se han acumulado, curar el laminado en una prensa de placa caliente a 140 ° C durante 8 horas con el aumento de la presión hasta 6 bares.
    5. Extraer el laminado curado de la plataforma calientee Pulse.
  2. Fabricación de materiales compuestos de fibra de f-PNB / de vidrio mediante moldeo por inyección de resina asistida por vacío (Varim).
    1. Preparar la placa metálica en la que se va a llevar a cabo Varim.
      1. Limpiar la superficie de la placa de acero con acetona.
      2. Coloque película de polímero anti-adherente sobre la placa de acero.
    2. Coloque la secuencia de tejido de vidrio recubierto de f-GNP (14 capas con dimensiones 120 х 120 mm 2) sobre la placa. Asegúrese de que las capas de tela están alineados visualmente como al tacto.
    3. Sellar la bolsa de vacío con cinta selladora para el proceso Varim y pre-calentar el sistema a 80 ° C en un horno.
    4. Desgasificar la monómero DGEBA bajo vacío y agitación magnética a 80 ° C durante 15 min. Añadir el endurecedor en una proporción en peso de 100: 23 (monómero: endurecedor) y se agita hasta conseguir homogeneidad.
    5. Añadir la resina epoxi a 80 ° C con una bomba de vacío conectada a la bolsa de vacío con una poliméricotubo hasta que la pila de tejido de vidrio está totalmente ocupado por la resina epoxi y curar el laminado en un horno a 140 ° C durante 8 hr.
    6. Extraer el laminado curado del horno y quitar la bolsa de vacío y el material auxiliar.

4. Preparación de las muestras para las pruebas de sensores de tensión

  1. Muestras de la máquina (Computer Control Numérico - fresadora CNC) de laminados de múltiples escalas a la dimensión requerida para ensayos de flexión después de la ASTM D790-02 21 y cortar bandas de tela de vidrio de 10 mm de ancho con el fin de estudiar la sensibilidad de la cepa F-PNB recubierto tela.
    Nota: Las muestras se fijan en la mesa de mecanizado con cinta adhesiva y mecanizados utilizando los siguientes parámetros: Velocidad de avance de 500 mm / min, velocidad de ralentí de 5.000 min -1 y profundidad pasos de 0,1 mm.
  2. Con cuidado, limpie la superficie de las muestras mecanizadas con acetona para eliminar el polvo.
  3. líneas de pintura de plata (acrílico pintura conductora) enla superficie de los materiales distanciado 20 mm entre sí para minimizar la resistencia de contacto eléctrica y adherirse hilos de cobre a las líneas de plata húmedos como electrodos para facilitar la medición de la resistencia eléctrica durante las pruebas.
    NOTA: Los contactos eléctricos están situados en ambas superficies: superficies de compresión y tracción superficies sometidas.
  4. Una vez que la pintura de plata es seco, fijar los contactos eléctricos con adhesivo de fusión en caliente para evitar el desprendimiento de contacto eléctrico.

5. Prueba del sensor de deformación

  1. Analizar el comportamiento eléctrico de los sensores bajo cargas de flexión (ensayo de flexión de tres puntos).
    1. Mida el ancho y el espesor de la muestra con un calibrador.
    2. Establecer el espécimen en la máquina de ensayo mecánico con la configuración de la prueba de flexión.
    3. Establecer la velocidad de prueba (controlado por tensión) a 1 mm / min y la posición de inicio que define la longitud inicial de la muestra.
    4. Conecta elcontactos eléctricos para el multímetro. Medir la resistencia eléctrica entre cada dos contactos eléctricos adyacentes, como se especifica en la Figura 1.
    5. Ejecutar la prueba de flexión y controlar la resistencia eléctrica de forma simultánea con el fin de estudiar las variaciones debido a la tensión inducida en la muestra.
    6. Repita todos los pasos durante al menos 3 muestras de f-PNB / epoxi y materiales compuestos de fibra de f-PNB / vidrio para confirmar el comportamiento eléctrico de los materiales compuestos.

Figura 1
Figura 1. Los contactos eléctricos de instalación en las pruebas de flexión de materiales compuestos de múltiples escalas. Electrodos de cobre se unen en la superficie de los materiales compuestos mediante el uso de líneas de pintura de plata (en gris) con el fin de reducir al mínimo la resistencia de contacto eléctrico. Por favor, haga clic aquípara ver una versión más grande de esta figura.

  1. Analizar f-PNB / tejido de vidrio como sensores de deformación de los movimientos humanos.
    1. Monitorear la flexión del dedo.
      1. Adjuntar bandas de tela de vidrio a cada uno de los dedos de un guante de nitrilo con adhesivo de fusión en caliente en la superficie interna como se indica en la Figura 2.
      2. Repetir el paso 5.1.4, pero medir la resistencia eléctrica de los contactos colocados en el mismo dedo.
      3. Iniciar la secuencia de flexión del dedo para controlar y medir la resistencia eléctrica, mientras que los dedos se doblan. La secuencia de dedo de doblado, en este caso particular es: (1) general, (2) índice, (3) el dedo medio, (4) el dedo anular, (5) todos los dedos de forma simultánea y (6) la secuencia de plegado (mayor velocidad ): (1), (2), (3), (4), (4), (3), (2) y (1).

Figura 2
Figura2. Localización de bandas f-GNP / de fibra de vidrio en la superficie interna de los dedos de un guante de nitrilo para supervisar los dedos de flexión. Una vez que el tejido de fibra de vidrio ha sido recubierta y secada, las bandas se cortan a 10 mm de ancho y unido en la diferente dedos de un guante con el objetivo de controlar la flexión del dedo y corroborar la viabilidad del protocolo descrito anteriormente. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Representative Results

El protocolo para obtener dos materiales diferentes se ha descrito en el procedimiento. La diferencia está en la manera en que el nanoreinforcement se incorpora en el material compuesto para lograr una red eléctrica que podría ser utilizado para tensar el monitoreo. El primer método consiste en el recubrimiento de un tejido de fibra de vidrio con f-GNP dimensionamiento que se puede utilizar como un tejido inteligente (nombrado f-GNP fibra / vidrio) o como refuerzo de materiales compuestos multiescala de matriz de polímero (nombrado / vidrio f-GNP material compuesto de fibra). El otro método es el nanoreinforcement de la matriz epoxi de materiales compuestos con F-PNB (nombrado f-PNB material compuesto / epoxi) utilizando fibra de vidrio como refuerzo continuo. La infusión de la resina se llevó a cabo mediante el uso de varim porque es uno de los métodos más comunes que se utilizan en la industria, pero otros métodos podría ser utilizado. Un método de fabricación alternativo podría ser el moldeo por transferencia de resina (RTM).

ve_content "fo: keep-together.within-page =" 1 "> Debido al carácter aislante de la fibra de vidrio, la incorporación de los F-PNB siguiendo el protocolo descrito anteriormente crea una red eléctrica en el interior del material que provoca un aumento de la conductividad eléctrica hasta ~ 10 -3 S / m y puede ser modificada por inducción de tensión. la Figura 3 muestra resultados representativos de la variación de la resistencia eléctrica normalizada causado por la tensión inducida durante el ensayo de flexión (flexión de tres puntos) en una f-GNP / fibra de vidrio banda. la resistencia eléctrica normalizada crece exponencialmente con la cepa creciente debido al mecanismo de la resistencia túnel. Cuando se produce un fallo, saltos en la resistencia eléctrica normalizada se puede observar, que se correlaciona con una disminución de la carga.

figura 3
Figura 3. Ejemplo de monitoreo de presión de las bandas F-PNB / fibra de vidrio a prueba de flexión. (? R / R o, R: resistencia eléctrica instantánea y R o: resistencia eléctrica inicial) y la fuerza (F) frente a la profundidad del haz durante la prueba de flexión. La resistencia eléctrica normalizada aumenta con la tensión. Este fenómeno se debe a fuerzas de tracción provocan el distanciamiento entre las nanopartículas y pérdida de contacto de los PNB suprayacente. La tendencia exponencial observada durante la carga de la muestra se debe a una mayor contribución de los cambios inducidos en la resistencia túnel. Resistencia túnel varía exponencialmente con la distancia entre nanopartículas cuando están a una distancia del orden de 10 nm 12,21. Por esa razón, cuando las distancias entre los PNB adyacentes aumentan, la resistencia eléctrica también aumenta con una tendencia exponencial. Este efecto es dominante cuando el contenido de PNB está cerca del umbral de percolación 23, pero su contribucióndisminuye a mayor contenido de PNB 24,25. En caso de fallo, los cambios en el comportamiento eléctrico y saltos se observan en la respuesta eléctrica. Estos saltos pueden ser correlacionados a gotas en la carga provocadas por la rotura de la fibra, que constituye discontinuidades en la red eléctrica. Estas discontinuidades actúan como obstáculos que causan el incremento de la resistencia eléctrica de las bandas de fibra PNB / vidrio. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

El comportamiento eléctrico de los materiales compuestos multiescala, f-GNP / epoxi (Figura 4.a) y f-GNP fibra de vidrio / (Figura 4.b) materiales compuestos, muestra algunas diferencias con el descrito anteriormente para tejidos recubiertos. Cuando se monitoriza la superficie sometida compresión, dos regiones pueden ser discriminados. A valores bajos de tensión, la ele normalizadoctrical resistencia disminuye hasta ~ ~ 0,010 y 0,015 mm / mm para f-PNB / epoxi y materiales compuestos de fibra de f-PNB / de vidrio, respectivamente. Por el contrario, en cepas de mayor que el umbral mencionado, la resistencia eléctrica aumenta normalizada con una tendencia exponencial. En el caso de supervisión de las superficies de tracción sometida, la resistencia eléctrica normalizada aumenta en los dos sistemas. La sensibilidad se muestra en todas las configuraciones es del orden de 10 a 40 (por unidad). A valores altos de tensión, el factor de galga era -1,4 y 7,8 (por unidad) por la superficie sometida compresión de f-GNP / epoxi y materiales compuestos de fibra de f-GNP / vidrio y del orden de 17 y 41 (por unidad) para la superficie sometida a la tracción de f-PNB / epoxi y materiales compuestos de fibra de f-PNB / de vidrio, respectivamente.

Figura 4
Figura 4. Ejemplo de monitoreo de presión de (a) f-PNB / epoxi y (b) f-PNB / fibra de vidrio compuesto. materiales bajo ensayo de flexión La figura representa la variación de la resistencia eléctrica normalizada (? R / R o, R: resistencia eléctrica instantánea y R o: resistencia eléctrica inicial) y el estrés (σ) frente a deformación (ε) durante la prueba de flexión. En este caso, los contactos eléctricos están sometidos a cabo en la (línea azul) de compresión y la resistencia a la tracción sometido (línea roja) obtener diferente comportamiento eléctrico. Dos gráficos diferentes están incluidos, que corresponden a las dos rutas propuestas en el protocolo:. (A) f-PNB / epoxi y (b) materiales compuestos de fibra de f-PNB / cristal que muestra su viabilidad Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Como un ejemplo de la aplicación de f-GNP fibra de vidrio recubierta telas, la Figura 5.a muestra el seguimiento de dedo de doblado. Cada dedo y la respuesta eléctrica de la banda de fibra de vidrio acoplada se distinguen por un color diferente para que sea comprensible. La primera secuencia corresponde a la flexión del pulgar (Figura 5.b), el índice (Figura 5.c), el dedo medio (Figura 5.d) y el dedo anular (Figura 5.e). La resistencia eléctrica normalizada disminuye cuando el dedo relacionados dobla y se recupera el valor inicial cuando el dedo se recupera la posición inicial. La segunda secuencia de movimientos incluye flexión simultánea de los cuatro dedos y el tercero, una secuencia de movimientos más rápidos que muestran la respuesta instantánea y la recuperación de la resistencia eléctrica normalizada. Esto podría ser utilizado para supervisar a distancia la evolución de enfermedades de los huesos o contar pasos durante la marcha y en la terapia física para evaluar la recuperación.

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Figura 5
Figura 5. Ejemplo de monitoreo cepa de los dedos de flexión por acoplamiento de f-GNP / bandas de fibra de vidrio en un guante de nitrilo (a) de respuesta eléctrica del sensor durante 3 secuencias de los dedos de flexión y. (B - e) primera secuencia de los dedos de flexión . Siguiendo el protocolo explicado en el presente trabajo, el control de los dedos capacidad de flexión era posible? R / R o, R:. Resistencia eléctrica instantánea y R o: resistencia eléctrica inicial.lacio "> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Discussion

propiedades de auto-sensor de materiales compuestos nanoreinforced se deben a la red eléctrica creada por los F-PNB través de la matriz epoxi y a lo largo de las fibras de vidrio, que se modifica cuando se induce tensión. La dispersión de los F-PNB es entonces crucial porque el comportamiento eléctrico de los sensores depende en gran medida de la microestructura del material. A continuación, presentamos un procedimiento optimizado para lograr una buena dispersión de los PNB en la matriz epoxi y para evitar la formación de arrugas de las nanopartículas, lo que hace en detrimento de la conductividad eléctrica. Los pasos críticos son el tratamiento con ultrasonidos (parámetros de funcionamiento) y los procesos de calandrado (distancia entre los rodillos y velocidad). Estos pasos influyen fuertemente en los 26 mecánica, térmica y eléctrica 27 28 propiedades de los materiales compuestos de múltiples escalas. Por lo general, la dispersión de nanoreinforcement se lleva a cabo en disolvente que debe ser evaporado antes de que el curado de nanocompuestos 29,30 </ Sup>. En el proceso propuesto en este trabajo, el uso de disolventes se evita por lo que es más respetuoso con el medio ambiente. Otro paso del protocolo, que también influye fuertemente en la microestructura de los materiales compuestos y, por lo tanto, el comportamiento eléctrico de los sensores, es el procedimiento de fabricación de materiales compuestos multiescala. Durante la fabricación de estos materiales, incluso si se logra inicialmente una buena dispersión de las nanopartículas en la matriz epoxi, la distribución f-GNP puede ser fuertemente afectada por el filtrado de los fenómenos. Además, la desgasificación de la matriz epoxi es esencial con el fin de mantener las propiedades mecánicas de los materiales compuestos multiescala, que se hace más difícil cuando la matriz se llena con los PNB a causa de una viscosidad mayor.

colocación contacto eléctrico necesita ser llevado a cabo con cuidado a fin de asegurar que la resistencia de contacto eléctrica es lo más bajo posible. Para esto, es importante asegurarse de que la superficies se limpian completamente antes de aplicar la pintura de plata para fijar los electrodos de cobre. Además, antes de aplicar el adhesivo de fusión en caliente, la pintura de plata necesita secarse. Si no, el disolvente se evapora y provoca la aparición de burbujas, el aumento de la resistencia de contacto eléctrica. Una de las ventajas de la colocación de contactos eléctricos en la superficie del material, en contraste con los electrodos situados en el interior de la muestra 31, es que no es intrusivo y no va en detrimento de las propiedades mecánicas. Durante las pruebas de control, los contactos eléctricos se pueden desprender de la superficie de las muestras. En consecuencia, la fijación adecuada es esencial para asegurar que la señal eléctrica que va a ser registrada corresponde sólo a la respuesta eléctrica intrínseca del material.

El protocolo descrito anteriormente se puede aplicar o modificado con diferentes nanocargas, tales como nanotubos de carbono u otras nanopartículas conductoras que también conducen a co eléctricamentenductive materiales compuestos con propiedades de auto-detección 32,33. El protocolo de monitoreo se puede extrapolar a otras configuraciones de prueba para la detección y cuantificación de daños. Una limitación del sistema utilizado para los contactos eléctricos es que su ubicación en las superficies de la muestra restringe el volumen de material que se analiza la resistencia eléctrica. Mediante el diseño de otro sistema que implica mediciones volumétricas, daños internos podría ser detectado y cuantificado pero en este caso, las propiedades mecánicas podría verse comprometida. El protocolo podría ser útil en aplicaciones biomecánicas para supervisar a distancia la evolución de enfermedades de los huesos o contar pasos durante la marcha o en la terapia física para evaluar el proceso de recuperación.

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Acknowledgments

Los autores desean reconocer el Ministerio de Economía y Competitividad del Gobierno de España (Proyecto MAT2013-46695-C3-1-R) y Comunidad de Madrid Gobierno (P2013 / MIT-2862).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Graphene Nanoplatelets XGScience M25 NA
Epoxy resin  Huntsman Araldite LY556 NA
XB3473 NA
Probe sonication Hielscher  UP400S  NA
Three roll mill Exakt Exakt 80E (Exakt GmbH) NA
Glass fiber fabric Hexcel HexForce ® 01031 1000 TF970 E UD 4H  NA
Hot plate press Fontijne  Fontijne LabEcon300 NA
Sizing Nanocyl SizicylTM NA
Multimeter Alava Ingenieros Agilent 34410A  NA
Strain Gauges Vishay Micro-Measurement (MM®) CEA-06-187UW-120  NA
Mechanical tests machine Zwick Zwick/Roell 100 kN NA
Conductive silver paint Monocomp 16062 – PELCO® Conductive Silver Paint NA

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References

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Moriche, R., Prolongo, S. G.,More

Moriche, R., Prolongo, S. G., Sánchez, M., Jiménez-Suárez, A., Campo, M., Ureña, A. Strain Sensing Based on Multiscale Composite Materials Reinforced with Graphene Nanoplatelets. J. Vis. Exp. (117), e54512, doi:10.3791/54512 (2016).

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