Summary
Integreringen av ledende nanopartikler, så som graphene nanoplatelets, inn i glassfiberkomposittmaterialer danner et indre elektrisk nett utsatt for belastning. Hit, for å oppnå forskjellige metoder belastningssensorer basert på tilsetning av graphene nanoplatelets i epoksyen matriks eller som et belegg på glassfibre er foreslått.
Abstract
Den elektriske responsen NH2 -functionalized graphene nanoplatelets komposittmaterialer under press ble studert. To forskjellige fremstillingsmetoder er foreslått for å skape det elektriske nettverket i dette arbeidet: (a) inkorporering av de nanoplatelets inn i epoksymatrise og (b) belegget av glasset stoff med en dimensjonering fylt med de samme nanoplatelets. Begge typer Multiscale komposittmaterialer, med en in-plane elektrisk ledningsevne av ~ 10 -3 S / m, viste en eksponentiell vekst av den elektriske motstanden som belastningen øker på grunn distansere mellom tilstøtende funksjon graphene nanoplatelets og kontakt tap mellom overliggende seg. Følsomheten av de materialer som er analysert i løpet av denne forskning, ved hjelp av de beskrevne fremgangsmåtene, har vist seg å være høyere enn kommersielt tilgjengelige strekkmålere. De foreslåtte prosedyrer for selv sensing av den strukturelle komposittmateriale ville lette strukturelle helse monitoring av komponenter i vanskelig tilgjengelig stillinger som offshore vindkraft gårder. Selv om følsomheten av Multiscale komposittmaterialer var betydelig høyere enn følsomheten av metalliske folier anvendes som deformasjonsmålere, verdien oppnådd med NH 2 funksjon graphene nanoplatelets belagte tekstiler var nesten en størrelsesorden overlegen. Dette resultatet belyses deres potensiale til å bli brukt som smarte stoffer for å regulere menneskers bevegelser som bøying av fingre og knær. Ved å bruke den foreslåtte metoden, kan den smarte stoffet umiddelbart oppdage bøying og gjenopprette umiddelbart. Dette faktum muliggjør nøyaktig måling av tiden for bøying, så vel som graden av bøyning.
Introduction
Strukturelle helseovervåking (SHM) har blitt stadig viktigere på grunn av behovet for å vite gjenværende levetid av strukturer 1-3. I dag, vanskelig å få tilgang til steder, for eksempel offshore vindanlegg, fører til høyere risiko i vedlikeholdsoperasjoner, samt større kostnader 2-4. Selvføler materialer utgjør en av mulighetene innen SHM grunn av deres evne til selv-overvåking belastning og skade på 5.
I tilfelle av vindturbiner, er bladene vanligvis fremstilt i glass fiber / epoksy-komposittmaterialer, som er elektrisk isolatorer. For å gi selv sensing eiendommer i denne komposittmateriale, til en iboende elektrisk nettverk utsatt belastning og skader må opprettes. I løpet av de siste årene, inkorporering av ledende nanopartikler som sølv nanotråder 6,7, karbon nanorør (CNTs) 8-10, og graphene nanoplatelets (GNPs) 11-13har blitt studert for å skape denne elektriske nettverk. Disse nanopartikler kan innlemmes i systemet som fyllstoff i polymergrunnmassen eller ved belegging av glassfiberduk 14. Disse materialene kan også brukes til andre industrielle områder, det vil si, romfart, bilindustri og anlegg 5, og belagte tekstiler kan brukes som smarte materialer i biomekaniske anvendelser 7,15.
Piezoresistivity av disse sensorene er oppnådd ved tre forskjellige bidrag. Det første bidraget er den iboende piezoresistivity av nanopartikler; en stamme av strukturen forandrer den elektriske ledningsevne av nanopartiklene. Men de viktigste bidragene er endringer i tunnel elektrisk motstand, på grunn av endringer i avstander mellom tilstøtende nanopartikler, og kontakt motstand elektrisk, på grunn av variasjoner i kontaktflaten mellom overliggende seg 9. Dette piezoresistivity er høyere når 2D nanoparticles blir brukt som en nanofyllstoff forhold til 1D-nanopartikler, fordi det elektriske nettverket presenterer en høyere følsomhet for geometriske endringer og diskontinuiteter, vanligvis en størrelsesorden overlegen 16.
På grunn av den 2D-atom tegnet 17 og høy elektrisk ledningsevne 18,19, har graphene nanoplatelets er valgt i dette arbeidet som nano-forsterkeren av Multiscale komposittmaterialer for å oppnå selv-sensorer med øket følsomhet. To forskjellige måter å innlemme de GNPs inn i komposittmaterialet er studert for å belyse mulige forskjeller i følermekanismer og følsomhet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Klargjøring av funksjon Graphene Nanoplatelet Fylt Epoxy for Multiscale komposittmaterialer
- Spre funksjon graphene nanoplatelets (f-GNPs) inn i epoxy.
- Vei 24,00 g av f-GNPs for å oppnå en 12 vekt% av den endelige nanokompositt materiale inne i et ductless avtrekkshette.
- Legg 143,09 g av bisfenol A diglycidyleter (DGEBA) monomer og manuelt blande det for å oppnå homogenitet.
- Spre f-GNPs i monomeren ved en twostep metode som kombinerer undersøke lydbehandling og calendering behandler 20.
- Sonikere blandingen ved 50% av amplituden og en syklus på 0,5 sekunder til 45 minutter.
- Påfør 3 sykluser med kalandrering med en rulle gap på 5 mikrometer og økende valsehastighet i hver syklus: 250 rpm, 300 rpm og 350 rpm.
- Vei blanding av f-BNP / monomer etter endt spredning.
- Degas f-BNP / monomerblanding under vakuum og magnetisk omrøring ved 80 ° C i 15 min.
- Vei og tilsett herder i et vektforhold på 100: 23 (monomer: herder) og manuelt rør til å oppnå homogenitet.
2. Belegg av Glass Fabric med funksjon Graphene Nanoplatelet Fylt Dimensjonering (Suspension) for Multiscale komposittmaterialer
- Spre funksjon graphene nanoplatelets inn i dimensjonering.
- Vei opp 7,5 g av f-GNPs, den mengden som trengs for å oppnå en 5 vekt%, i 142,5 g oppløsningsmiddel (limings / destillert vann som er angitt i 2.1.2) inne i et ductless avtrekkshette.
- Fremstille blandingen av f-GNPs og dimensjonering fortynnet med destillert vann (1: 1 vekt) på innsiden av ductless avtrekkshette. Når destillert vann har blitt lagt til, utføre arbeidet utenfor ductless avtrekkshette.
- Dispergere GNPs av probe ultralydbehandling i 45 minutter ved 50% amplitude og en syklus på 0,5 sekunder.
- Smør glass stoff med f-BNP fylt dimensjonering.
- Med saks egnet for skjæring stoff, kuttet 14 lag glass stoff med dimensjoner på 120 х 120 mm 2, og deretter belegge dem med en blanding av f-GNPs og dimensjonering (2.1.3) ved neddypping (en nedsenkning) ved hjelp av en dip coater i f-BNP fylt dimensjonering.
- Tørk f-BNP belagt glass stoff i et vakuum ovn ved 150 ° C i 24 timer som er angitt i de tekniske ark fra produsenten.
3. Produksjon av Multiscale komposittmaterialer
- Produksjon f-BNP / epoxy komposittmaterialer.
- Etter avgassing av blandingen, holder f-BNP fylt epoksyharpiks i henhold til magnetisk omrøring ved 80 ° C for hele fremstillingsprosessen.
- Plasser de 14 lag av glassfiberduk i en ovn ved 80 ° C.
- Alternativt, legg et lag av f-BNP fylt epoxy og et lag med glassfiberduk (14 lag) Sekvenssaklig for hånd på en metallplate ved hjelp av en de-lufting roller etter å plassere hvert glass stoff laget.
- Bruk saks til å klippe og sette anti-klebende polymerfilm (120 х 120 mm 2) på en stålplate.
- Påføre et lag av f-BNP / epoksy-blandingen på den anti-heftende polymerfilm med en børste. Legg et lag med glassfiberduk. Legg merke til viktigheten av å dekke det området av f-BNP / epoksy region og innretting av de forskjellige stofflag. Ta av luft og kompakte lagene ved hjelp av en de-lufting roller.
- Gjenta trinn 3.1.3.2 til å fylle alle lagene i laminatet.
- Påføre et endelig lag av f-BNP / epoxy blanding med børste og dekke laminat med et lag av anti-adherende polymerfilm.
- Når alle materiallagene er stablet opp, herde laminatet i en varm platepresse ved 140 ° C i 8 timer med økende trykk opp til 6 bar.
- Pakk det herdede laminat fra den varme plate pressen.
- Produksjon f-BNP / glass fiber komposittmaterialer ved hjelp av vakuum assistert resin infusjon molding (VARIM).
- Klargjør metallplate hvor VARIM kommer til å bli gjennomført.
- Rens stålplate overflate med aceton.
- Plasser anti-adherende polymerfilm på stålplaten.
- Plasser sekvens av f-BNP belagt glass stoff (14 lag med dimensjoner 120 х 120 mm 2) på plate. Sørg for at lagene av stoffet plasseres visuelt og ved berøring.
- Forsegler vakuumposen med forseglingstape for den VARIM prosessen og forvarmer system ved 80 ° C i en ovn.
- Avgasse DGEBA monomeren under vakuum og magnetisk omrøring ved 80 ° C i 15 min. Tilsett herder i et vektforhold på 100: 23 (monomer: herder) og rør til å oppnå homogenitet.
- Legg epoksyharpiksen ved 80 ° C med en vakuumpumpe som er forbundet med vakuumpose med et polymertrør før glasset stoff pelen er fullstendig fylt med epoksyharpiks og herde laminatet i en ovn ved 140 ° C i 8 timer.
- Ekstraher det herdede laminatet fra ovnen og fjerne den vakuumposen og hjelpemateriale.
- Klargjør metallplate hvor VARIM kommer til å bli gjennomført.
4. Fremstilling av prøvene for belastningssensorer tester
- Maskin prøver (Computer Numerical Control - CNC Fres) av Multiscale laminater til ønsket dimensjon for bøyetester følgende ASTM D790-02 21 og skjære glass stoff bånd 10 mm i bredden for å studere belastningen følsomheten til f-BNP belagt stoff.
MERK: Prøver er festet på maskinerings bordet med tape og bearbeides ved hjelp av følgende parametere: tilførselshastighet på 500 mm / min, tomgangshastighet på 5000 min -1 og dybde trinn på 0,1 mm. - Rengjør forsiktig på overflaten av de bearbeidede prøver med aceton for å fjerne støv.
- Maling linjer med sølv (akryl ledende maling) påoverflaten av materialene avstand 20 mm fra hverandre for å minimalisere den elektriske kontaktmotstanden og holder kobbertråder til de våte sølvlinjene som elektroder for å forenkle måling av elektrisk motstand under testene.
MERK: Elektriske kontakter er plassert på begge overflater: kompresjons overflater og strekk utsatt overflater. - Når sølv malingen er tørr, fikse de elektriske kontaktene med smeltelim for å unngå elektrisk kontakt løsrivelse.
5. Teste Strain Sensor
- Analyser den elektriske oppførsel av følere i henhold til bøyebelastninger (tre-punkts bøyetest).
- Mål prøven bredde og tykkelse med en caliper.
- Sett prøven i mekanisk test maskinen med bøyetestkonfigurasjon.
- Angir et testhastigheten (kontrollert av stamme) til 1 mm / min og startposisjonen som definerer den første lengde av prøven.
- kobleelektriske kontakter til multimeter. Måle den elektriske motstand mellom hver to tilstøtende elektriske kontakter som det er angitt i figur 1.
- Drevne bøyetest og overvåke den elektriske motstand samtidig for å studere variasjoner på grunn av den induserte belastningen i prøven.
- Gjenta alle trinnene i minst 3 prøver av f-BNP / epoksy og f-BNP / glass-fiberkomposittmaterialer for å bekrefte den elektriske oppførsel av komposittmaterialer.
Figur 1. Elektriske kontakter oppsett i bøye-tester av Multiscale komposittmaterialer. Kobber elektrodene er festet på overflaten av komposittmaterialer ved hjelp av linjer med sølvmaling (i grått) for å minimalisere den elektriske kontaktmotstanden. Klikk herfor å se en større versjon av dette tallet.
- Analyser f-BNP / glass stoff som -påkjenningssensorer av menneskelige bevegelser.
- Overvåk finger bøying.
- Feste glass stoffbånd på hver av fingrene av et nitril hanske med smeltelim på den indre overflate som vist i figur 2.
- Gjenta trinn 5.1.4 men måler den elektriske motstanden kontakter plassert på samme finger.
- Starte sekvensen av fingeren bøying for å overvåke og måle den elektriske motstand mens fingrene er bøyd. Sekvensen av finger bøyning i dette spesielle tilfellet er: (1) fingre, (2) indeks, (3) langfinger, (4) ringfingeren, (5) alle fingrene samtidig og (6) sekvens av bøye (høyere hastighet ): (1), (2), (3), (4), (4), (3), (2) og (1).
- Overvåk finger bøying.
Figur2. Plassering av f-BNP / glassfiber bånd på den indre overflate av fingrene av et nitril hanske for å overvåke fingrene bøyes. Når glassfiberduk er blitt belagt og tørket, bånd med 10 mm bredde skjæres og festes på de forskjellige fingrer av en hanske med sikte på å overvåke finger bøying og bekrefte levedyktigheten av protokollen beskrevet ovenfor. klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Protokollen for å oppnå to forskjellige materialer er blitt beskrevet i prosedyren. Forskjellen ligger i den måte den nanoreinforcement er innlemmet i komposittmaterialet for å oppnå et elektrisk nettverk som kan brukes til å stamme overvåking. Den første metode består i belegning av en glassfiberduk med f-BNI dimensjonering som kan brukes som en smart stoff (kalt f-BNP / glassfiber) eller som forsterkning av polymermatrikser Multiscale komposittmaterialer (kalt f-BNP / glass fiberkomposittmateriale). Den andre metoden er den nanoreinforcement av epoxy matrise av komposittmaterialer med f-GNPs (kalt f-BNP / epoxy komposittmateriale) med glassfiber som en kontinuerlig forsterkning. Infusjonen av harpiksen ble utført ved anvendelse av VARIM fordi det er en av de mest vanlige metodene som brukes i industrien, men andre metoder kan benyttes. En alternativ fremstillingsmåte kan være harpiksoverføringsstøping (RTM).
ve_content "fo: holde-together.within-siden =" en "> På grunn av den isolerende karakter av glassfiber, inkorporering av f-GNPs å følge den protokoll som er beskrevet ovenfor, skaper et elektrisk nettverk inne i materialet som fører til en økning av den elektriske ledningsevnen opp til ~ 10 -3 S / m og kan modifiseres ved å indusere belastning. Figur 3 viser representative resultater av variasjonen av en normalisert elektrisk motstand som følge av belastning indusert i løpet av bøyetest (tre-punkts bøying) i en f-BNP / glassfiberbånd. den normaliserte elektriske motstanden vokser eksponentielt med økende belastning på grunn av mekanismen av tunnelen motstand. Når feil oppstår, hopper i den normaliserte elektriske motstand kan observeres, som er korrelert til en dråpe av last.
Figur 3. Eksempel på belastning overvåking av f-BNP / glassfiberbånd etter bøyetest. (AR / R °, R: momentant elektrisk motstand, og R o: initial elektrisk motstand) og kraft (F) i forhold til bjelken dybde under bøyetest. Den normaliserte elektriske motstand øker med belastning. Dette fenomenet oppstår fordi strekkrefter forårsaker distansere mellom nanopartikler og tap av kontakt med overliggende GNPs. Den eksplosive tendensen observert under lasting av prøven skyldes et stort bidrag av endringer indusert i tunnel motstand. Tunnel motstanden varierer eksponensielt med avstanden mellom nanopartikler når de er i en avstand i størrelsesorden 10 nm 12,21. Av denne grunn når avstandene mellom tilstøtende GNPs øker, øker den elektriske motstand også med en eksponentiell tendens. Denne effekten er dominerende når det BNP innholdet er i nærheten av perkolering terskelen 23, men dens bidragavtar ved høyere BNP innhold 24,25. I løpet av svikt, er de elektriske atferd endringer og hopp observert i den elektriske respons. Disse hopp kan korreleres til dråper i belastning provosert av fiberbrudd, som utgjør diskontinuiteter i det elektriske nett. Disse diskontinuiteter fungere som hindringer som forårsaker økningen av den elektriske motstanden i BNP / glassfiberbånd. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Den elektriske oppførsel av Multiscale komposittmaterialer, f-BNP / epoksy (figur 4.a) og f-BNP / glass fiber (figur 4.b) komposittmaterialer, viser noen forskjeller med beskrevet ovenfor for belagte tekstiler. Når kompresjons utsettes overflaten overvåkes, kan to regionene bli diskriminert. Ved lave belastningsverdier, normalisert electrical motstand avtar opp til ~ 0.010 og ~ 0,015 mm / mm for f-BNP / epoxy og f-BNP / glass fiber komposittmaterialer, henholdsvis. I motsetning til dette, ved belastninger som er høyere enn nevnte terskel, øker den normaliserte elektriske motstand med en eksponentiell tendens. Når det gjelder overvåkning av strekkkastes flater, forsterker den normaliserte elektriske motstand i begge systemene. Følsomheten er vist i alle konfigurasjoner er i størrelsesorden 10 til 40 (per enhet). Ved høye strekkverdier, måleren faktor var -1,4 og 7,8 (per enhet) for komprimering kastes overflaten av f-BNP / epoksy og f-BNP / glass-fiberkomposittmaterialer og av størrelsesorden 17 og 41 (per enhet) for strekk utsatt overflaten av f-BNP / epoxy og f-BNP / glass fiber komposittmaterialer, henholdsvis.
Figur 4. Eksempel på stammen overvåking av (a) f-BNP / epoksy og (b) f-BNP / glassfiberkompositt. materialer under bøyetest Figuren representerer variasjonen av den normaliserte elektriske motstand (AR / R °, R: momentant elektrisk motstand, og R o: initial elektrisk motstand) og spenning (σ) mot stammen (ε) under bøyetest. I dette tilfellet er de elektriske kontaktene er plass på kompresjonskastes (blå linje) og strekkkastes (rød linje) oppnåelse annet elektrisk oppførsel. To forskjellige grafer er inkludert, som tilsvarer de to rutene som foreslås i protokollen. (A) f-BNP / epoxy og (b) f-BNP / glassfiber komposittmaterialer viser sin levedyktighet Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Som et eksempel på anvendelsen av f-BNP-belagt glassfiber tekstiler, viser fig 5.a overvåking av fingeren bøying. Hver finger og den elektriske responsen til det koplede glassfiberbånd utmerker seg ved en annen farge for å gjøre det forståelig. Den første sekvensen tilsvarer bøying av tommelen (Figur 5.b), indeksen (figur 5.c), langfingeren (Figur 5.d) og ringfingeren (Figur 5.E). Den normaliserte elektriske motstand avtar når den tilhørende finger bøyer og gjenoppretter den opprinnelige verdien når fingeren recuperates utgangsstillingen. Den andre sekvensen av bevegelser omfatter samtidig bøyning av de fire fingrene og den tredje, en sekvens av raskere bevegelser som viser den øyeblikkelige reaksjon og gjenvinning av den normaliserte elektriske motstand. Dette kan brukes til å fjernovervåke utviklingen av bensykdommer eller telle skrittene under kjøring og i fysioterapi for å evaluere rekreasjon.
ent "fo: keep-together.within-page =" 1 ">
Figur 5. Eksempel på belastning overvåking av fingrene bøyd ved kobling av f-BNP / glassfiber band på en nitrilvernehanske (a) Elektrisk respons på sensoren under 3 sekvenser av fingrene bøyd og. (B - e) første sekvens av fingrene bøyd . Ved å følge protokollen beskrevet i det foreliggende arbeid, overvåking av fingrene bøyeevne var mulig AR / R °, R:. Momentant elektrisk motstand, og R o: initial elektrisk motstand.mager "> Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Self-sensor egenskaper nanoreinforced komposittmaterialer er på grunn av det elektriske nettverket som er opprettet av de f-GNPs gjennom epoksymatrise og langs glassfibrene, som er modifisert når belastningen blir indusert. Dispergering av f-GNPs er da viktig fordi den elektriske oppførsel av sensorene sterkt avhengig av mikrostrukturen av materialet. Her presenterer vi en optimalisert fremgangsmåte for å oppnå en god dispergering av GNPs i epoksyen matrise og for å unngå krølling av nanopartiklene, noe som fører til skade for den elektriske ledningsevnen. De kritiske trinnene er sonikasjonen (driftsparametre) og kalandrering prosesser (roller gap og hastighet). Disse trinnene sterkt påvirke mekaniske 26, termiske 27 og elektriske 28 egenskapene til Multiscale komposittmaterialer. Vanligvis er dispersjon av nanoreinforcement utføres i oppløsningsmiddel som må fordampes før herdingen av nanokompositter 29,30 </ Sup>. I prosessen foreslått i dette arbeidet, er bruk av løsemidler unngått å gjøre det mer miljøvennlig. Et annet trinn i protokollen, som også sterkt påvirker mikrostrukturen av komposittmaterialer, og derfor den elektriske oppførsel av sensorene, er fremstillingsmåten for Multiscale komposittmaterialer. Under produksjonen av disse materialer, selv om god dispersjon av nanopartikler inn i det epoksymatrise innledningsvis oppnås, f-BNP fordeling kan påvirkes sterkt ved å filtrere fenomener. I tillegg er avgassing av epoksymatrise vesentlig for å opprettholde mekaniske egenskapene til Multiscale komposittmaterialer, som blir vanskeligere når matriksen er fylt med GNPs på grunn av en større viskositet.
Elektrisk kontakt plassering må utføres omhyggelig for å sikre at den elektriske kontaktmotstanden er så lav som mulig. For dette, er det viktig å sikre at overflatens blir fullstendig renset før påføring av sølv maling å fikse kobberelektroder. Videre, før påføring av varmsmelte-klebemiddel, må sølv malingen tørke. Hvis ikke, løsningsmidlet fordamper og provoserer utseende av bobler, å øke den elektriske kontaktmotstanden. En av fordelene med å anbringe elektriske kontakter på overflaten av materialet, i motsetning til de elektroder som befinner seg inne i prøven 31, er at den er ikke-inntrengende og er ikke til skade for noen mekaniske egenskaper. Under overvåking av testene, kan de elektriske kontaktene løsner fra overflaten av prøvene. Følgelig er passende feste avgjørende for å sikre at det elektriske signal som kommer til å bli registrert svarer bare til den iboende elektriske respons av materialet.
Protokollen er beskrevet ovenfor kan anvendes eller modifiseres med forskjellige nanofillers slik som karbon nanorør eller andre ledende nanopartikler som også lede til elektrisk conductive kompositter med selv sensing egenskaper 32,33. Overvåkingen protokollen kan ekstrapoleres til andre test konfigurasjoner for skade deteksjon og kvantifisering. En begrensning av systemet som brukes for de elektriske kontaktene er at deres plassering på prøvenes overflater begrenser volumet av materialet hvor den elektriske motstand er analysert. Ved å utforme et system som involverer volumetriske målinger, kan indre skader påvises og kvantifiseres, men i dette tilfellet, kan mekaniske egenskaper bli kompromittert. Protokollen kan være nyttig i biomekaniske programmer for å overvåke utviklingen av bensykdommer eller telle skrittene under løping eller i fysioterapi for å evaluere rekreasjon prosessen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
Forfatterne ønsker å erkjenne Ministerio de Economía y Competitividad Spanias regjering (Prosjekt MAT2013-46695-C3-1-R) og Comunidad de Madrid Government (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).
