Summary
Integrationen af ledende nanopartikler, såsom graphene nanoplatelets, i glas fiber kompositmaterialer skaber en iboende elektriske netværk modtagelige for stamme. Her, at forskellige metoder opnå strain sensorer baseret på tilsætning af graphene nanoplatelets til epoxyen matrix eller som en belægning på glasvæv foreslås.
Abstract
Den elektriske reaktion NH2 -funktionaliserede graphene nanoplatelets kompositmaterialer under stamme blev undersøgt. Der foreslås to forskellige fremstillingsmetoder til at skabe det elektriske net i dette værk: (a) inkorporering af nanoplatelets til epoxyen matrix og (b) coating af glasvæv med en dimensionering fyldt med de samme nanoplatelets. Begge typer multiscale kompositmaterialer, med en in-plane elektriske ledningsevne ~ 10 -3 S / m, viste en eksponentiel vækst af den elektriske modstand som strain øges som følge afstand mellem hosliggende funktionaliserede graphene nanoplatelets og kontaktpunkt tab mellem overliggende dem. Følsomheden af de analyserede under denne forskning under anvendelse af de beskrevne procedurer materialer, har vist sig at være højere end kommercielt tilgængelige strain gauges. De foreslåede procedurer for selvstændige sansning af den strukturelle kompositmateriale vil lette den strukturelle sundhed monitoring af komponenter i svært tilgængelige standpladser såsom offshore vindkraft gårde. Selv følsomheden af de multiscale kompositmaterialer var betydeligt højere end følsomheden af metalliske folier som strain gauges, værdien nåede med NH 2 funktionaliserede graphene nanoplatelets belagte stoffer var næsten en størrelsesorden overlegen. Dette resultat belyst deres potentiale til at blive brugt som smarte tekstiler til overvågning menneskelige bevægelser som bøjning af fingre eller knæ. Ved at bruge den foreslåede metode, kunne den smarte stof øjeblikkeligt at identificere bøjning og inddrive det samme. Dette faktum muliggør præcis overvågning af tiden for bøjning samt graden af bøjning.
Introduction
Strukturel sundhedsovervågning (SHM) er blevet mere vigtig på grund af behovet for at kende den resterende levetid for konstruktioner 1-3. I dag, svært tilgængelige steder, såsom offshore vind planter, føre til højere risici i vedligeholdelse samt større omkostninger 2-4. Self-sensing materialer udgør en af mulighederne inden for SHM på grund af deres evne til egenkontrol stamme og skader fem.
I tilfælde af vindturbiner, er bladene generelt fremstillet i glasfiber / epoxy kompositmaterialer, som er elektrisk isolatorer. For at bibringe selv-sensing egenskaber til dette kompositmateriale, til en iboende elektriske netværk modtagelige stamme og skader skal oprettes. I løbet af de sidste par år, inkorporeringen af ledende nanopartikler såsom sølv nanotråde 6,7, kulstofnanorør (CNTs) 8-10, og graphene nanoplatelets (BNI) 11-13er blevet undersøgt for at skabe denne elektriske netværk. Disse nanopartikler kan inkorporeres i systemet som fyldstof i polymermatrixen eller ved at coate stof glasfiberen 14. Disse materialer kan også anvendes på andre industrielle områder, dvs, rumfart, bilindustrien og anlægsarbejde 5, og belagt stoffer kan anvendes som smarte materialer i biomekaniske applikationer 7,15.
Piezoresistivity af disse sensorer opnås ved tre forskellige bidrag. Det første bidrag er den iboende piezoresistivity af nanopartikler; en stamme af strukturen ændrer den elektriske ledningsevne af nanopartiklerne. De vigtigste bidrag er imidlertid ændringer i tunnel elektrisk modstand, på grund af ændringer i afstande mellem tilstødende nanopartikler og elektrisk kontakt modstand, på grund af variationer i kontaktområdet mellem overliggende dem 9. Denne piezoresistivity er højere, når 2D nanoparticles anvendes som en nanofiller forhold til 1D nanopartikler fordi det elektriske net præsenterer en højere modtagelighed for geometriske ændringer og diskontinuiteter, sædvanligvis én størrelsesorden superior 16.
På grund af den 2D atomare karakter 17 og den høje elektriske ledningsevne 18,19, er blevet udvalgt graphene nanoplatelets i dette arbejde som nano-forstærker af multiscale kompositmaterialer for at opnå selv-sensorer med forøget følsomhed. To forskellige måder at optage de BNI i kompositmaterialet studeres med henblik på at belyse eventuelle forskelle i sensing mekanismer og følsomhed.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Forberedelse af funktionaliseret Graphene Nanoplatelet Fyldt Epoxy for multiscale Composite Materials
- Disperse funktionaliserede graphene nanoplatelets (f-BNI) ind i epoxyharpiks.
- Afvej 24,00 g f-BNP til opnåelse af en 12 vægt-% af den endelige nanokompositmateriale inde i en ductless stinkskab.
- Tilføj 143,09 g af bisphenol A-diglycidylether (DGEBA) monomer og manuelt blande det at opnå homogenitet.
- Sprede f-BNI i monomerblandingen ved en TwoStep fremgangsmåde, som kombinerer probesonikering og kalandrering processer 20.
- Sonikeres blandingen ved 50% af amplituden og en cyklus på 0,5 sekund i 45 min.
- Anvendelse 3 cykler af kalandrering med en rulle gab på 5 um og stigende valse hastighed ved hver cyklus: 250 rpm, 300 rpm og 350 rpm.
- Vej den blanding af f-BNP / monomer efter endt spredning.
- Afgasse / monomerblandingen f-BNP under vakuum og magnetisk omrøring ved 80 ° C i 15 minutter.
- Afvej og tilsæt hærder i et vægtforhold på 100: 23 (monomer: hærder) og manuelt rør indtil opnåelse homogenitet.
2. Belægning af glasvæv med funktionaliseret Graphene Nanoplatelet Fyldt Dimensionering (Suspension) for multiscale Composite Materials
- Disperse funktionaliserede graphene nanoplatelets i dimensionering.
- Afvej 7,5 g f-BNI, mængden nødvendig for at opnå en 5 vægt%, i 142,5 g opløsningsmiddel (dimensionering / destilleret vand specificeret i 2.1.2) inde i en ductless emhætte.
- Fremstille blandingen af f-BNI og dets dimensionering fortyndet med destilleret vand (1: 1 vægt) inde i ductless stinkskabet. Når det destillerede vand er blevet tilsat, udføre arbejde uden for ductless stinkskab.
- Dispergere BNI ved probelydbehandling i 45 minutter ved 50% amplitude og en cyklus på 0,5 sekund.
- Smør glass stoffet med f-BNP fyldt dimensionering.
- Med en saks egnet til stof skæring, sender 14 lag glasvæv med dimensionerne 120 х 120 mm2 og påfør derefter med blandingen af f-BNI og dimensionering (2.1.3) ved dip coating (en nedsænkning) med en dip coater i f-BNP fyldt dimensionering.
- Tør f-BNI belagt glasvæv i en vakuumovn ved 150 ° C i 24 timer som angivet i de tekniske ark leveret af producenten.
3. Fremstilling af multiscale Composite Materials
- Fremstilling f-BNP / epoxy kompositmaterialer.
- Efter afgasning af blandingen, holde f-BNI fyldt epoxyharpiks under magnetisk omrøring ved 80 ° C i hele fremstillingsprocessen.
- Placer de 14 lag af glasvæv i en ovn ved 80 ° C.
- Alternativt, placere et lag af f-BNP fyldt epoxy og et lag af glasfibervæv (14 lag) sequenligt i hånden på en metalplade under anvendelse af en de-luftning valse efter anbringelse hvert glas stoflag.
- Brug en saks til at klippe og placere den anti-klæbende polymer film (120 х 120 mm 2) på en stålplade.
- Påfør et lag af f-BNP / epoxy blandingen på klæbehindrende polymerfilm med en pensel. Læg et lag af glasfibervæv. Bemærk at det er vigtigt at dække det område af f-BNP / epoxy-regionen og tilpasning af de forskellige stoflag. Fjern luften og kompakt lagene ved hjælp af en de-luftning rulle.
- Gentag trin 3.1.3.2, indtil afslutning alle lagene af laminatet.
- Påfør et afsluttende lag af f-BNP / epoxy blanding med pensel og dække laminatet med et andet lag af klæbehindrende polymerfilm.
- Når alle stoflagene er stablet op, helbrede laminatet i en varmeplade presse ved 140 ° C i 8 timer med stigende tryk op til 6 bar.
- Uddrag det hærdede laminat fra den varme plate pressen.
- Fremstilling f-BNP / glas fiber kompositmaterialer ved vakuum assisteret harpiks infusion støbning (VARIM).
- Forbered metalpladen hvor VARIM vil blive udført.
- Rengør stålplade overflade med acetone.
- Placer klæbehindrende polymerfilm på stålpladen.
- Placer sekvensen af f-BNI belagt glasvæv (14 lag med dimensioner 120 х 120 mm 2) på pladen. Sørg for, at lagene af stof er justeret visuelt og ved berøring.
- Forsegl vakuumposen med tætningsbånd for VARIM processen og forvarme systemet ved 80 ° C i en ovn.
- Afgasses DGEBA monomer under vakuum, og magnetisk omrøring ved 80 ° C i 15 minutter. Tilsæt hærder i et vægtforhold på 100: 23 (monomer: hærder) og omrør indtil der opnås homogenitet.
- Tilføj epoxyharpiksen ved 80 ° C med en vakuumpumpe forbundet til vakuum pose med en polymerrør, indtil glasvæv luven er helt udfyldt af epoxyharpiksen og hærde laminatet i en ovn ved 140 ° C i 8 timer.
- Uddrag det hærdede laminat fra ovnen og fjerne vakuumposen og hjælpemateriale.
- Forbered metalpladen hvor VARIM vil blive udført.
4. Forberedelse af prøver for Strain Sensorer Tests
- Machine prøver (Computer Numerical Control - CNC fræsning maskine) af multiscale laminater til den ønskede dimension bøjnings tests efter ASTM D790-02 21 og skåret glas stof bånd 10 mm i bredden for at studere stammen følsomheden af f-BNP belagt stof.
BEMÆRK: Prøver fastgjort på bearbejdning tabellen med tape, og bearbejdes ved anvendelse af følgende parametre: fremføringshastighed på 500 mm / min, tomgangshastighed på 5.000 min -1 og dybde trin på 0,1 mm. - Rengør omhyggeligt overfladen af de bearbejdede prøver med acetone for at fjerne støv.
- Paint linjer af sølv (acryl ledende maling) påoverfladen af materialerne afstand 20 mm fra hinanden for at minimere den elektriske kontakt modstand og klæbe kobbertråde til de våde sølv linjer som elektroder for at lette målingen af den elektriske modstand under afprøvningen.
BEMÆRK: Elektriske kontakter er placeret på begge overflader: kompression overflader og trækstyrke udsat overflader. - Når sølv maling er tør, montering af de elektriske kontakter med hot melt at undgå elektrisk kontakt løsrivelse.
5. Test af Strain Sensor
- Analyser den elektriske opførsel af sensorer under bøjnings- belastninger (tre-punkts bøjning test).
- Mål prøvens bredde og tykkelse med en passer.
- Indstil modellen i den mekaniske test maskine med bøjning test konfiguration.
- Indstil testhastigheden (kontrolleret af stamme) til 1 mm / min, og startpositionen, der definerer den oprindelige længde af prøven.
- Tilslutelektriske kontakter til multimeter. Mål den elektriske modstand mellem hver to tilstødende elektriske kontakter, som det er angivet i figur 1.
- Kør bøjningsstyrke test og overvåge den elektriske modstand samtidig for at studere variationer som følge af den inducerede stamme i prøven.
- Gentag alle trin i mindst 3 eksemplarer af f-BNP / epoxy og f-BNP / glas fiber komposit-materialer for at bekræfte den elektriske opførsel af kompositmaterialer.
Figur 1. Elektriske kontakter setup i bøjnings tests af multiscale kompositmaterialer. Kobber elektroder fastgjort på overfladen af kompositmaterialer ved hjælp af linjer af sølv maling (i grå) for at minimere den elektriske kontakt modstand. Klik herfor at se en større version af dette tal.
- Analyser f-BNP / glasvæv som strain-sensorer af humane bevægelser.
- Overvåg finger bøjning.
- Vedhæfte glasvæv bands to hver af fingrene på en nitril handske med smelteklæber på den indre overflade som vist i figur 2.
- Gentag trin 5.1.4, men måle den elektriske modstand af kontakter placeret på samme finger.
- Start sekvensen af fingeren bøjning at overvåge og måle den elektriske modstand, mens fingrene er bøjning. Sekvensen af finger bøjning i dette særlige tilfælde er: (1) tommelfinger, (2) indeks, (3) langfinger, (4) ringfinger, (5) alle fingre samtidigt og (6) sekvens af bøjning (højere hastighed ): (1), (2), (3), (4), (4), (3), (2) og (1).
- Overvåg finger bøjning.
Figur2. Placering af f-BNP / glasfiberfiltre bånd på den indvendige overflade af fingrene på en nitril handske til at overvåge fingre bøjning. Når glasfibervæv er blevet belagt og tørret, bånd 10 mm i bredden skæres og fæstnet på forskellige fingre af en handske med det formål at overvåge finger bøjning og bekræfte levedygtigheden af protokollen beskrevet ovenfor. klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Protokollen til opnåelse af to forskellige materialer er blevet beskrevet i proceduren. Forskellen ligger i den måde, nanoreinforcement inkorporeres i det sammensatte materiale for at opnå et elektrisk netværk, der kunne bruges til at stamme overvågning. Den første metode består i belægning af et glasfibervæv med f-BNI dimensionering, der kan bruges som en smart stof (opkaldt f-BNP / glasfiber) eller som forstærkning af polymer matrix multiscale kompositmaterialer (opkaldt f-BNP / glas fiberkompositmateriale). Den anden metode er den nanoreinforcement af epoxy matrix af kompositmaterialer med f-BNI (opkaldt f-BNP / epoxy kompositmateriale) under anvendelse glasfibre som en kontinuerlig forstærkning. Infusionen af harpiksen blev udført ved hjælp VARIM fordi det er en af de mest almindelige metoder, der anvendes i industrien, men andre fremgangsmåder kan anvendes. En alternativ fremstillingsmetode kan være harpiks (RTM).
ve_content "fo: holde-together.within-side =" 1 "> På grund af isolerende karakter af glasfiber, inkorporeringen af f-BNI efter protokollen beskrevet ovenfor skaber et elektrisk netværk inde i materialet, der forårsager en stigning på den elektriske ledningsevne op til ~ 10 -3 S / m og kan modificeres ved at inducere stamme. Figur 3 viser repræsentative resultater af variationen af normaliserede elektrisk modstand forårsaget af overbelastning induceres under bøjnings- test (tre-punkts bøjning) i en f-BNI / glasfiber band. det normaliserede elektriske modstand eksponentielt vokser med den stigende pres, fordi den mekanisme af tunnelen modstand. Når svigt, hopper i det normaliserede elektriske modstand kan observeres, som er korreleret til et fald på belastning.
Figur 3. Eksempel på stammen overvågning af f-BNP / glasfiber bands under bøjnings- test. (ΔR / R o, R: øjeblikkelig elektrisk modstand og R o: indledende elektrisk modstand) og kraft (F) versus stråle dybde under bøjnings- test. Den normaliserede elektrisk modstand stiger med stammen. Dette fænomen opstår, fordi trækkræfter forårsage afstandtagen mellem nanopartikler og tab af kontakt med overliggende BNI. Den eksponentielle tendens observeret under lastning af prøven skyldes et væsentligt bidrag af ændringer induceret i tunnel modstand. Tunnel modstand varierer eksponentielt med afstanden mellem nanopartikler, når de er på afstand i størrelsesordenen 10 nm 12,21. Af denne grund, når afstande mellem hosliggende BNI stige, den elektriske modstand øger også med en eksponentiel tendens. Denne virkning er dominerende når BNI indhold er tæt på perkolationstærsklen 23 men dets bidragmindskes ved højere BNP-indhold 24,25. Under fiasko, er de elektriske adfærdsændringer og spring observeret i den elektriske reaktion. Disse spring kan korreleres til dråber i belastning provokeret af fiberbrud, som udgør diskontinuiteter i det elektriske net. Disse diskontinuiteter fungerer som hindringer forårsager forøgelse af den elektriske modstand af BNP / glasfiber bands. Klik her for at se en større version af dette tal.
Den elektriske opførsel af multiscale kompositmaterialer, f-BNP / epoxy (Figur 4.a) og f-BNP / glasfiber (figur 4.b) kompositmaterialer, viser nogle forskelle med fremgangsmåden beskrevet ovenfor for overtrukne stof. Hvis kompressionen udsat overflade overvåges, kan to regioner forskelsbehandles. Ved lave belastningsværdier, den normaliserede eletrisk modstand mindskes op til ~ 0,010 og ~ 0,015 mm / mm for f-BNP / epoxy og f-BNP / glas fiber komposit-materialer, hhv. I modsætning hertil ved stammerne højere end den nævnte tærskelværdi, den normaliserede elektrisk modstand stiger med en eksponentiel tendens. I tilfælde af at overvåge de trækkræfter udsættes overflader, den normaliserede elektriske modstand forøger i begge systemer. Den i alle konfigurationer følsomhed er i størrelsesordenen 10 til 40 (per enhed). Ved høje stamme værdier, måleren faktor var -1,4 og 7,8 (pr) til komprimering udsat overflade af f-BNP / epoxy og f-BNP / glas fiber komposit-materialer og i størrelsesordenen 17 og 41 (pr) for trækstyrke udsat overflade af f-BNP / epoxy og f-BNP / glas fiber komposit-materialer, hhv.
Figur 4. Eksempel på stamme overvågning af (a) f-BNP / epoxy og (b) f-BNP / glasfiber komposit. materialer under bøjnings- test Figuren repræsenterer variationen af det normaliserede elektriske modstand (ΔR / R o, R: øjeblikkelig elektrisk modstand og R o: indledende elektrisk modstand) og stress (σ) versus stamme (ε) under bøjnings- test. I dette tilfælde de elektriske kontakter er sted på kompression udsat (blå linje) og trækstyrke udsat (rød linje) opnå forskellige elektriske opførsel. To forskellige grafer er inkluderet, som svarer til de to ruter, der foreslås i protokollen:. (A) f-BNP / epoxy og (b) f-BNP / glasfiber kompositmaterialer viser deres levedygtighed Klik her for at se en større udgave af dette tal.
Som et eksempel på anvendelsen af F-BNI glasfiber tekstiler, figur 5.a viser overvågningen af fingeren bøjning. Hver finger og den elektriske reaktion af det koblede glasfiber band udmærker sig ved en anden farve for at gøre det forståeligt. Den første sekvens svarer til bøjning af tommelfingeren (fig 5.b), indekset (fig 5.c), den midterste finger (fig 5.d) og ringfinger (fig 5.e). Den normaliserede elektriske modstand aftager, når den tilhørende finger bøjer og gendanner den oprindelige værdi, når fingeren recuperates den oprindelige position. Den anden sekvens af bevægelser omfatter samtidig bøjning af de fire fingre og den tredje, en sekvens af hurtigere bevægelser, der viser den øjeblikkelige respons og genopretning af den normaliserede elektriske modstand. Dette kan bruges til at fjernstyre overvåge udviklingen af knoglesygdomme eller tælle fodspor under kørsel og i fysisk terapi for at evaluere rekreation.
ent "fo: holde-together.within-side =" 1 ">
Figur 5. Eksempel på stamme overvågning af fingre bøjning ved kobling af f-BNP / glasfiber bånd på en nitril handske (a) Elektrisk reaktion af sensoren under 3 sekvenser af fingre bøjning og. (B - e) første sekvens af fingre bøjning . Efter protokollen forklaret i det foreliggende arbejde, overvågning af fingre bøjning kapacitet var muligt ΔR / R o, R:. Øjeblikkelig elektrisk modstand og R o: indledende elektrisk modstand.lank "> Klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Self-sensor egenskaber nanoreinforced kompositmaterialer skyldes det elektriske netværk oprettet af f-BNI gennem epoxymatrix og langs glasfibre, som er modificeret, når stamme induceres. Dispersion af f-BNI er så afgørende, fordi den elektriske opførsel af sensorerne stærkt afhænger af mikrostruktur af materialet. Her præsenterer vi en optimeret fremgangsmåde til at opnå en god dispersion af BNI til epoxyen matrix og undgå rynkedannelse af nanopartiklerne, hvilket forårsager skade for den elektriske ledningsevne. De kritiske trin er lydbehandling (driftsparametre) og kalandrering processer (rulle gap og hastighed). Disse trin stor indflydelse de mekaniske 26, termisk 27 og elektriske 28 egenskaber af de multiscale kompositmaterialer. Sædvanligvis dispersion af nanoreinforcement udføres i opløsningsmiddel, der skal inddampes, før hærdningen af nanokompositter 29,30 </ Sup>. I det foreslås i denne arbejdsproces, er brugen af opløsningsmidler undgik at gøre det mere miljøvenligt. Et andet skridt i den protokol, som også stor indflydelse mikrostrukturen af kompositmaterialer, og derfor den elektriske opførsel af sensorerne, er proceduren for multiscale kompositmaterialer produktion. Under fremstillingen af disse materialer, selvom god dispersion af nanopartikler til epoxyen matrix oprindeligt er opnået, f-BNI fordeling kan kraftigt påvirket af filtrering fænomener. Derudover afgasning af epoxy matrix er afgørende for at opretholde mekaniske egenskaber af de multiscale kompositmaterialer, som bliver vanskeligere, når matrixen er fyldt med BNI på grund af et større viskositet.
Elektrisk kontakt placering skal udføres omhyggeligt for at sikre, at den elektriske kontakt modstand er så lav som muligt. Til dette er det vigtigt at sikre, at overfladens er fuldstændig rengjort før påføring af sølv maling at fastsætte kobber elektroder. Endvidere før anvendelse af hot-meltklæbemiddel, sølv maling skal tørre. Hvis ikke, opløsningsmidlet fordamper og provokerer udseendet af bobler, øger den elektriske kontaktmodstand. En af fordelene ved at anbringe elektriske kontakter på overfladen af materialet, i modsætning til elektroderne placeret inde i prøven 31, er, at det er ikke-påtrængende og er ikke til skade for nogen mekaniske egenskaber. Under overvågning tests, kan de elektriske kontakter løsnes fra overfladen af prøver. Følgelig korrekt fiksering er afgørende for at sikre, at det elektriske signal, der vil blive registreret, svarer kun til den iboende elektriske reaktion af materialet.
Den kan anvendes eller ændres med forskellige nanofyldstoffer såsom kulstofnanorør eller andre ledende nanopartikler ovenfor beskrevne protokol, der også føre til elektrisk conductive kompositter med selvstændige sensing egenskaber 32,33. Protokollen overvågning kan ekstrapoleres til andre test konfigurationer for skader detektion og kvantificering. En begrænsning af det system, der anvendes til elektriske kontakter er, at deres placering på prøve overflader begrænser mængden af materiale, hvor den elektriske modstand analyseres. Ved at designe et andet system, der involverer volumetriske målinger, kunne påvises indvendig skade og kvantificeres, men i dette tilfælde kunne mekaniske egenskaber blive kompromitteret. Protokollen kunne være nyttigt i biomekaniske anvendelser at fjernovervåge udviklingen af knoglesygdomme eller tælle fodspor under kørsel eller i fysisk terapi for at evaluere rekreation processen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
Forfatterne vil gerne anerkende Ministerio de Economía y Competitividad Spaniens regering (Project MAT2013-46695-C3-1-R) og Comunidad de Madrid regering (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 |
References
- Farrar, C. R., Worden, K. An introduction to structural health monitoring. Philos Trans Math Phys Eng Sci. 365, 303-315 (2007).
- Lorenzo, E. D., et al. Structural Health Monitoring challenges on the 10-MW offshore wind turbine model. J Phys Conf Ser. 628, 012081 (2015).
- Braga, D. F. O. O., et al. Advanced design for lightweight structures: Review and prospects. Prog Aerosp Sci. 69, 29-39 (2014).
- Garcìa Márquez, F. P., Tobias, A. M., PinarPérez, J. M., Papaelias, M. Condition monitoring of wind turbines: Techniques and methods. Renew Energy. 46, 169-178 (2012).
- Chung, D. D. L.
- Kandare, E., et al. Improving the through-thickness thermal and electrical conductivity of carbon fibre/epoxy laminates by exploiting synergy between graphene and silver nano-inclusions. Compos Part A Appl Sci Manuf. 69, 72-82 (2015).
- Amjadi, M., Pichitpajongkit, A., Lee, S., Ryu, S., Park, I. Highly stretchable and sensitive strain sensor based on silver nanowire-elastomer nanocomposite. ACS Nano. 8, 5154-5163 (2014).
- Alamusi, H. N., Fukunaga, H., Atobe, S., Liu, Y., Li, J. Piezoresistive strain sensors made from carbon nanotubes based polymer nanocomposites. Sensors. 11, 10691-10723 (2014).
- Njuguna, M. K. K., Yan, C., Hu, N., Bell, J. M. M., Yarlagadda, P. K. D. V. Sandwiched carbon nanotube film as strain sensor. Compos Part B Eng. 43, 2711-2717 (2012).
- Liu, Y., Rajadas, A., Chattopadhyay, A. A biomimetic structural health monitoring approach using carbon nanotubes. JOM. 64, 802-807 (2012).
- Eswaraiah, V., Balasubramaniam, K., Ramaprabhu, S. Functionalized graphene reinforced thermoplastic nanocomposites as strain sensors in structural health monitoring. J Mater Chem. 21, 12626-12628 (2011).
- Chiacchiarelli, L. M., et al. The role of irreversible and reversible phenomena in the piezoresistive behavior of graphene epoxy nanocomposites applied to structural health monitoring. Compos Sci Technol. 80, 73-79 (2013).
- Le, J., Du, H., Dai, S. Use of 2D Graphene Nanoplatelets (GNP) in cement composites for structural health evaluation. Compos Part B. 67, 555-563 (2014).
- Ren, X., Burton, J., Seidel, G. D., Lafdi, K. Computational multiscale modeling and characterization of piezoresistivity in fuzzy fiber reinforced polymer composites. Int J Solids Struct. 54, 121-134 (2015).
- Park, M., Park, J., Jeong, U. Design of conductive composite elastomers for stretchable electronics. Nano Today. 9, 244-260 (2014).
- Kim, Y. J., et al. Preparation of piezoresistive nano smart hybrid material based on graphene. Curr Appl Phys. 11, S350-S352 (2011).
- Sadeghi, M. M., Pettes, M. T., Shi, L.
- Potts, J. R., Dreyer, D. R., Bielawski, C. W., Ruoff, R. S.
- Zaman, I., et al. A facile approach to chemically modified graphene and its polymer nanocomposites. Adv Funct Mater. 22, 2735-2743 (2012).
- Moriche, R., et al. Morphological changes on graphene nanoplatelets induced during dispersion into an epoxy resin by different methods. Compos Part B Eng. 72, 199-205 (2015).
- ASTM International. ASTM D790-15e2, Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials. , West Conshohocken, PA. http://www.astm.org/cgi-bin/resolver.cgi, D790 (2015).
- Gong, S., Zhu, Z. H., Meguid, S. A. Carbon nanotube agglomeration effect on piezoresistivity of polymer nanocomposites. Polymer. 55, 5488-5499 (2014).
- Zhao, J., et al. Ultra-sensitive strain sensors based on piezoresistive nanographene films. Appl Phys Lett. 101, 063112 (2012).
- Galpaya, D., et al. Recent advances in fabrication and characterization of graphene-polymer nanocomposites. Graphene. 1, 30-49 (2012).
- Kanoun, O., et al. Flexible Carbon Nanotube Films for High Performance Strain Sensors. Sensors. 14, 10042-10071 (2014).
- Zaman, I., et al. Epoxy/graphene platelets nanocomposites with two leves of interface strength. Polymer. 52, 1603-1611 (2011).
- Chu, K., Li, W. S., Dong, H. Role of graphene waviness on the thermal conductivity of graphene composites. Appl Phys A. 111, 221-225 (2013).
- Monti, M., et al. Morphology and electrical properties of graphene-epoxy nanocomposites obtained by different solvent assisted processing methods. Compos Part A. 46, 166-172 (2013).
- Moazzami Gudarzi, M., Sharif, F. Enhancement of dispersion and bonding of graphene-polymer through wet transfer of functionalized graphene oxide. Express Polym Lett. 6, 1017-1031 (2013).
- Fan, H., et al. Fabrication, mechanical properties and biocompatibility of graphene-reinforced chitosan composites. Biomacromolecules. 11, 2345-2351 (2010).
- Teomete, E. Transverse strain sensitivity of steel fiber reinforced cement composites tested by compression and split tensile tests. Constr Build Mater. 55, 136-145 (2014).
- Nauman, S., Cristian, I., Koncar, V. Simultaneous Application of Fibrous Piezoresistive Sensors. Sensors. 11, 9478-9498 (2011).
- Han, B., Ding, S., Yu, X. Intrinsic self-sensing concrete and structures A review. Measurement. 59, 110-128 (2015).
