Summary
Интеграция проводящих наночастиц, таких как графеновых нанопластинок, в стеклянные волокна композитных материалов создает внутреннюю электрическую сеть восприимчивы к деформации. Здесь, различные методы для получения тензодатчиков, основанные на добавлении графеновыми нанопластинок в эпоксидной матрице, или в качестве покрытия на стеклоткани предложены.
Abstract
Электрический отклик NH 2 -functionalized графен нанопластинок Изучена композиционные материалы под напряжением. Существует два способа изготовления предлагается создать электрическую сеть в данной работе: (а) включение из нанопластинок в эпоксидной матрице, и (б) покрытие из стеклоткани с проклейки заполнены тем же нанопластинок. Оба типа многомасштабными композиционных материалов, с плоскостной электрической проводимости ~ 10 -3 / м, показали экспоненциальный рост электрического сопротивления при увеличении деформации из - за отдаления между соседними функционализованные графеновые нанопластинок и потери контакта между перекрывающими из них. Чувствительность материалов анализируемых в ходе этих исследований, с использованием описанных процедур, как было показано выше, чем коммерчески доступные тензодатчиков. Предлагаемые процедуры для самостоятельного зондирования структурного композитного материала будет способствовать структурной монитор здоровьяфлу- компонентов в труднодоступных ДОТ, таких как морских ферм энергии ветра. Хотя чувствительность многомасштабных композитных материалов была значительно выше , чем чувствительность металлической фольги , используемой в качестве тензорезисторов, значение достигнутой с NH 2 функционализованные графеновые нанопластинок ткани с покрытием почти на порядок превосходящей. Этот результат выяснены их потенциал для использования в качестве смарт-тканей для мониторинга человеческих движений, таких как сгибание пальцев или колени. С помощью предложенного метода, смарт-ткань может сразу обнаружить изгиб и восстановить мгновенно. Это обстоятельство позволяет точно контролировать время изгибания, а также степень изгиба.
Introduction
Структурный мониторинг состояния здоровья (ГИМ) приобретает все большее значение из - за необходимости знать оставшуюся жизнь структур 1-3. В настоящее время, труднодоступных местах, таких как морских ветровых установок, приводят к более высокому риску в операциях по техническому обслуживанию, а также больших затрат на 2-4. Self-зондирования материалы представляют собой одну из возможностей в области ТИМ из - за их способности самоконтроля деформации и повреждения 5.
В случае ветровых турбин, лопатки, как правило, производятся в Стекловолокно / эпоксидных композиционных материалов, которые электрически изоляторы. Для придания автомодельных Чувствительный свойства этого композитного материала, внутренняя электрическая сеть восприимчива к процедите и повреждения должен быть создан. В течение последних нескольких лет, включение проводящих наночастиц , таких как серебро нанопроводов 6,7, углеродных нанотрубок (УНТ) 8-10 и графеновых нанопластинок (ГНПС) 11-13было изучено, чтобы создать эту электрическую сеть. Эти наночастицы могут быть включены в систему в качестве наполнителя в полимерную матрицу , или путем нанесения на стеклоткань 14. Эти материалы могут быть также применены к другим промышленным полей, т.е. аэрокосмической, автомобильной и гражданского строительства 5, и ткани с покрытием могут быть использованы в качестве смарт - материалов в биомеханических приложений 7,15.
Piezoresistivity этих датчиков достигается за счет трех различных взносов. Первый вклад является внутренней piezoresistivity наночастиц; деформация структуры изменяет электропроводность наночастиц. Тем не менее, основной вклад изменения в туннеле электрического сопротивления, в связи с изменениями в расстояний между соседними наночастицами, и электрическое сопротивление контакта, из - за изменений в зоне контакта между вышележащих из них 9. Это piezoresistivity выше, когда 2D пanoparticles используются в качестве нанонаполнителя по сравнению с наночастицами 1D , так как электрическая сеть представляет собой более высокую восприимчивость к изменениям геометрических и разрывами, как правило , на порядок превосходящей 16.
В связи с 2D атомным характером 17 и высокой электропроводности 18,19, графено- нанопластинок были выбраны в этой работе в качестве нано-подкреплением многомасштабных композиционных материалов , с тем чтобы обеспечить самодостаточность датчики с повышенной чувствительностью. Два разных способа, чтобы включить ГНПС в композиционном материале изучаются с целью выяснения возможных различий в чувствительных механизмов и чувствительности.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Приготовление эпоксидного функционализированного Графен Nanoplatelet для Многомасштабное композитных материалов
- Дисперсные функционализованные графеновые нанопластинок (F-ГНПС) в эпоксидной смоле.
- Взвесьте 24,00 г F-ВНП для достижения 12% вес конечного нанокомпозита материала внутри выводного протока вытяжкой.
- Добавьте 143.09 г бисфенола А диглицидилэфиры (ДГЭБА) мономера и вручную смешать его для достижения однородности.
- Дисперсные F-ГНПС в мономер с помощью метода TwoStep, который сочетает в себе зонд Озвучивание и каландрирования процессов 20.
- Разрушать ультразвуком смесь при 50% амплитуды и цикл 0,5 сек в течение 45 мин.
- Применяют 3 цикла каландрирования с использованием валкового зазора 5 мкм и увеличение скорости роликов в каждом цикле: 250 оборотов в минуту, 300 оборотов в минуту и 350 оборотов в минуту.
- Взвесить смесь ф-ГНП / мономера после завершения дисперсии.
- Дегазировать / мономерной смеси F-ГНП недеформированнойR вакуума и перемешивания на магнитной мешалке при 80 ° С в течение 15 мин.
- Взвесить и добавить отвердитель в массовом соотношении 100: 23 (мономер: отвердитель) и вручную размешать до достижения гомогенности.
2. Покрытие стеклоткани с функционализированных графеновых Nanoplatelet Заполненный калибровочный (суспензия) для Многомасштабное композитных материалов
- Дисперсные функционализованные графеновые нанопластинок в проклейки.
- Взвесить 7,5 г F-, ВНП в количестве, необходимом для достижения 5% масс, в 142,5 г растворителя (замасливающей / дистиллированной воды, указанных в пункте 2.1.2) внутри выводного протока вытяжкой.
- Готовят смесь диафрагменному и ВНП проклейки, разбавленного дистиллированной водой (1: 1 по массе) внутри внутренней секреции вытяжкой. После того, как дистиллированная вода была добавлена, выполнять работу за пределами выводного протока вытяжкой.
- Рассеивать ГНПС зондом обработки ультразвуком в течение 45 мин при 50% амплитуды и цикл 0,5 сек.
- Покрыть гдеваха ткань с заполненной проклейки F-ГНП.
- С помощью ножниц подходят для резки ткани, вырезать 14 слоев стеклоткани с размерами 120 х 120 мм 2 , а затем покрыть их смесью ф-и размеров ВНП (2.1.3) путем окунания (одно погружения) с использованием погружной для нанесения покрытий в заполненной проклейки F-ГНП.
- Высушить стекла с покрытием ткань F-GNP в вакуумной печи при температуре 150 ° С в течение 24 ч, как указано в технических листах, предоставленным производителем.
3. Производство многомасштабных композитных материалов
- Производство F-ГНП / эпоксидной композитных материалов.
- После дегазации смеси, держать F-GNP заполненные эпоксидной смолы при перемешивании магнитной мешалкой при 80 ° С в течение всего процесса производства.
- Поместите 14 слоев стеклоткани в печи при 80 ° C.
- В качестве альтернативы, поместите слой эпоксидного F-ГНП и слой стеклоткани (14 слоев) sequenсуществу вручную на металлической пластине с помощью де-проветривание ролик после размещения каждого стекла слой ткани.
- Используйте ножницы , чтобы вырезать и поместить антиадгезив полимерную пленку (120 х 120 мм 2) на стальную пластину.
- Нанесите слой F-ГНП / эпоксидной смеси на антиадгезив полимерной пленки с помощью кисти. Поместите слой стеклоткани. Обратите внимание на важность охвата площади F-ГНП / эпоксидного области и выравнивание различных слоев ткани. Удалите воздух и компактные слои, используя де-проветривание ролика.
- Повторите шаг 3.1.3.2 до завершения всех слоев ламината.
- Нанесите последний слой дзета-GNP / эпоксидной смеси с кистью и покрывают ламинат другим слоем антиадгезив полимерной пленки.
- После того, как все слои ткани были сложено, вылечить ламинат в горячей пластине пресса при 140 ° С в течение 8 ч при повышении давления до 6 бар.
- Извлеките отвержденного ламината из горячего Platэлектронной прессы.
- Производство F-ГНП / Стекловолокно композиционных материалов методом вакуумной инфузии смолы помощь формования (VARIM).
- Подготовьте металлическую пластину, где VARIM будет проводиться.
- Очистите поверхность стального листа с ацетоном.
- Поместите антиадгезив полимерную пленку на стальную пластину.
- Поместите последовательность F-GNP покрытием стеклоткани (14 слоев с размерами 120 х 120 мм 2) на пластину. Убедитесь, что слои ткани расположены визуально и на ощупь.
- Уплотнение вакуумный мешок с герметиком лентой для процесса VARIM и предварительного нагрева системы при 80 ° С в печи.
- Дегазировать мономер ДГЭБА под вакуумом и при перемешивании магнитной мешалкой при 80 ° С в течение 15 мин. Добавьте отвердитель в массовом соотношении 100: 23 (мономер: отвердитель) и перемешать до достижения гомогенности.
- Добавить эпоксидной смолы при 80 ° С с помощью вакуумного насоса, соединенного с вакуумным мешком с полимернымтруба до стеклоткани сваи полностью заполнена эпоксидной смолы и отвердителя ламинат в печи при температуре 140 ° С в течение 8 часов.
- Извлеките отвержденного ламината из духовки и снимите вакуумный мешок и вспомогательный материал.
- Подготовьте металлическую пластину, где VARIM будет проводиться.
4. Подготовка образцов для испытаний Штамм Датчики
- Образцы машин (ЧПУ - фрезерный станок с ЧПУ) многомасштабных ламинатов до необходимого размера для испытаний на изгиб после ASTM D790-02 21 и разрезают стеклоткань полос шириной 10 мм с целью изучения чувствительности штамма F-ГНП покрытием ткань.
Примечание: Образцы устанавливаются на стол обработки с помощью клейкой ленты и обработаны с использованием следующих параметров: скорость подачи 500 мм / мин, число оборотов холостого хода 5000 мин -1 и глубине с шагом 0.1 мм. - Тщательно очистить поверхность механически обработанных образцов с ацетоном для удаления пыли.
- Окрасочные линии серебра (акриловые краски) проводящая наповерхность материалов дистанцировался 20 мм друг от друга, чтобы свести к минимуму электрическое сопротивление контакта и придерживаться медных проводов к влажным серебряных линий в качестве электродов для облегчения измерения электрического сопротивления во время испытаний.
Примечание: Электрические контакты расположены на обеих поверхностях: поверхностях сжатия и растяжения подвергаются поверхности. - После того, как серебряная краска высохнет, устанавливаются электрические контакты с клеем горячего расплава, чтобы избежать электрического контакта отряд.
5. Тестирование тензодатчик
- Анализ электрического поведения датчиков при изгибных нагрузок (испытания на изгиб в трех точках).
- Измерьте ширину особи и толщину с суппортом.
- Установка образца в механической испытательной машины с изгибной тестовой конфигурации.
- Установите тест скорости (управляемый напряжением) до 1 мм / мин и начальной позиции, которая определяет начальную длину образца.
- Подключитеэлектрические контакты к мультиметра. Измерьте электрическое сопротивление между каждыми двумя смежными электрическими контактами , как указано на рисунке 1.
- Запуск изгибную испытание и контролировать электрическое сопротивление одновременно с целью изучения изменений вследствие индуцированного напряжения в образце.
- Повторите все шаги, по крайней мере, 3-х образцов ф-ГНП / эпоксидной смолы и F-ГНП / Стекловолокно композиционных материалов, чтобы подтвердить электрическое поведение композитных материалов.
Рисунок 1. Настройка Электрические контакты в изгибных испытаний многомасштабных композиционных материалов. Медные электроды крепятся на поверхности композитных материалов с использованием линий серебряной краской (серым цветом) , с тем чтобы свести к минимуму электрическое сопротивление контакта. Пожалуйста , нажмите здесьдля просмотра увеличенной версии этой фигуры.
- Анализировать ф-ГНП / стеклоткани в качестве датчиков деформации человеческих движений.
- Монитор палец сгибание.
- Приложить стеклоткань полосы к каждому из пальцев нитриловые перчатки с термоплавкого клея на внутренней поверхности , как показано на рисунке 2.
- Повторите шаг 5.1.4, но измерить электрическое сопротивление контактов, размещенных на одном пальце.
- Запустить последовательность пальцев гибки для мониторинга и измерения электрического сопротивления в то время как пальцы сгибаются. Последовательность пальца изгиба в данном конкретном случае, это: (1) большой палец, (2) индекс, (3) средний палец, (4) кольцо палец, (5) все пальцы одновременно, и (6) последовательность изгиба (более высокая скорость ): (1), (2), (3), (4), (4), (3), (2) и (1).
- Монитор палец сгибание.
фигура2. Расположение F-ГНП / стекловолоконных полос на внутренней поверхности пальцев нитрила перчатки , чтобы следить за пальцы гибки. После того, как ткань из стекловолокна имеет покрытие и сушат, полосы шириной 10 мм разрезаются и прикреплены на различной пальцы в перчатке с целью контроля за палец сгибания и подтверждают жизнеспособность протокола , описанного выше. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Протокол для получения двух различных материалов описана в процедуре. Разница заключается в способе nanoreinforcement встроен в композитный материал для достижения электрической сети, которая может быть использована для мониторинга штамма. Первый способ состоит из покрытия из стекловолоконной ткани с F-GNP проклейки, который может быть использован в качестве смарт-ткань (названный F-GNP / стекловолокна) или в качестве армирования полимерной матрицы многомасштабными композиционных материалов (названный F-ВНП / стекло волокнистого композиционного материала). Другой метод является nanoreinforcement эпоксидной матрицы композиционных материалов с F-ВНП (названный F-ГНП / эпоксидная композитный материал) с использованием стекловолокна в качестве непрерывного армирования. Вливание смолы осуществляли с использованием VARIM, поскольку он является одним из наиболее распространенных методов, используемых в промышленности, но могут быть использованы и другие методы. Альтернативный способ производства может быть смолы литьевого прессования (RTM).
ve_content "ВОК: Keep-together.within-страницу =" 1 "> В связи с изолирующим характера стекловолокна, включение F-ВНП в соответствии с протоколом, описанным выше создает электрическую сеть внутри материала, что приводит к увеличению электропроводность вплоть до ~ 10 -3 / м и могут быть модифицированы за счет индукции напряжения. Рисунок 3 показывает репрезентативные результаты изменения нормализованного электрического сопротивления , вызванного штаммом наведенного во время изгибной теста (трехточечный изгиб) в F-ВНП / стекловолокна полосы. нормализованная электрическое сопротивление экспоненциально растет с увеличением напряжения из-за механизма туннельного сопротивления. Когда происходит сбой, прыгает в нормализованном электрического сопротивления может наблюдаться, которые коррелируют к падению нагрузки.
Рисунок 3. Пример мониторинга деформации полос F-ГНП / стекловолокна при испытании на изгиб. (ΔR / R O, R: мгновенное электрическое сопротивление и R O: начальное электрическое сопротивление) и силу (F) в зависимости от глубины пучка при изгибе испытания. Нормированная электрическое сопротивление возрастает с увеличением деформации. Это явление происходит потому, что растягивающие силы вызывают дистанцирование между наночастицами и потерей контакта вышележащих ВНП. Экспоненциальный тенденция, наблюдаемая при загрузке образца из-за большой вклад изменений, индуцированных в туннельного сопротивления. Туннельное сопротивление экспоненциально зависит от расстояния между наночастицами , когда они находятся на расстоянии в порядка 10 нм 12,21. По этой причине, когда расстояние между соседними ВНП возрастает, то электрическое сопротивление также возрастает с экспоненциальным тенденцией. Этот эффект является доминирующим , когда содержание ВНП близка к порогу перколяции 23 , но ее вкладуменьшается при более высоком содержании ВНП 24,25. Во время сбоя, электрические изменения в поведении и скачки наблюдаются в электрическом ответе. Эти скачки могут быть соотнесены с перепадами нагрузки, спровоцированных обрыв волокна, которое составляет разрывы в электрической сети. Эти разрывы выступают в качестве препятствий , вызывающих приращение электрического сопротивления полос ГНП / стекловолокна. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Электрическое поведение многомасштабных композиционных материалов, F-ГНП / эпоксидная (рисунок 4.a) и F-ГНП / стекловолокна (Рисунок 4.b) композитные материалы, показывает некоторые различия с описанными выше для тканей с покрытием. Когда сжатие подвергается поверхность контролируется, две области могут подвергаться дискриминации. При низких значениях деформаций, нормализованная Electrical сопротивление уменьшается до ~ 0,010 ~ 0,015 мм / мм для ф-ГНП / эпоксидной смолы и F-ГНП / Стекловолокно композиционных материалов, соответственно. В отличие от этого, в штаммах выше указанного порога, нормированный электрическое сопротивление возрастает с экспоненциальным тенденцией. В случае наблюдения за растяжения подвергаются поверхности, нормированный электрическое сопротивление увеличивает в обеих системах. Чувствительность показано во всех конфигурациях составляет порядка от 10 до 40 (на единицу). При высоких значениях деформации, коэффициент калибр был -1,4 и 7,8 (на единицу) для сжатия, подвергнутого поверхности ф-GNP / эпоксидной смолы и F-ГНП / из стекловолокна композиционных материалов и по заказу 17 и 41 (на единицу) для растягивающее подвергается поверхность ф-ГНП / эпоксидной смолы и F-ГНП / Стекловолокно композиционных материалов, соответственно.
Рисунок 4. Пример мониторинга деформации (а) F-ГНП / эпоксидной смолы и (б) F-ГНП / композитный из стекловолокна. материалов при изгибе тест Фигура представляет изменение нормализованного электрического сопротивления (ΔR / R O, R: мгновенное электрическое сопротивление и R O: начальное электрическое сопротивление) и стресс (а) в зависимости от деформации (е) во время испытания на изгиб. В этом случае электрические контакты место на сжатие подвергается (синяя линия) и прочность на разрыв, подвергнутого (красная линия) получения различных электрическое поведение. Две разные графики включены, которые соответствуют двум маршрутам , предложенных в протоколе:. (А) е-ГНП / эпоксидная и (б) F-ГНП / стекловолокна композитные материалы с указанием их жизнеспособность Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы увидеть увеличенную версию эта фигура.
В качестве примера применения F-GNP с покрытием из стекловолокна ткани Рисунок 5.a показывает мониторинг изгиба пальца. Каждый палец и электрический отклик связанной полосы стекловолокна отличаются другим цветом, чтобы сделать его понятным. Первая последовательность соответствует изгиб большого пальца (рис 5.В), индекс (рис 5.c), средний палец (рис 5.d) и безымянного пальца (рис 5.E). Нормированная электрическое сопротивление уменьшается, когда связанный с ним палец сгибается и восстанавливает исходное значение, когда палец выздоравливает в исходное положение. Вторая последовательность движений включает в себя одновременное сгибание четырех пальцев, а третий, последовательность быстрых движений, показывая мгновенный отклик и восстановление нормированного электрического сопротивления. Это может быть использовано для удаленного мониторинга эволюции костных заболеваний или считать шаги во время бега и физической терапии для оценки восстановления сил.
лор "ВОК: Keep-together.within-странице =" 1 ">
Рисунок 5. Пример мониторинга деформации пальцев гибочные путем присоединения ф-ВНП / стекловолокна полос на нитриловые перчатки (а) электрический отклик датчика в течение 3 -х последовательностей пальцев изгибу и. (Б - е) первая последовательность пальцев гибки , После протокола объяснено в настоящей работе, контроль пальцев гибочные способности можно было ΔR / R O, R:. Мгновенное электрическое сопротивление и R O: начальное электрическое сопротивление.тощий "> Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Само-сенсорные свойства nanoreinforced композиционных материалов обусловлены электрической сети, созданной диафрагменное через ВНП эпоксидной матрицы и вдоль стекловолокна, который изменяется при деформации индуцируют. Дисперсия диафрагменное является то ВНП решающее значение, поскольку электрические характеристики датчиков сильно зависит от микроструктуры материала. Здесь мы представляем оптимизированную процедуру для достижения хорошей дисперсии ВНП в эпоксидной матрице, и, чтобы избежать образования складок наночастиц, что приводит в ущерб электропроводности. Критические шаги являются Озвучивание (рабочие параметры) и каландрирования процессы (роликовый зазор и скорость). Эти шаги сильно влияют на механические, термические 26 27 и 28 электрических свойств многомасштабных композиционных материалов. Как правило, дисперсия nanoreinforcement проводят в растворителе , который необходимо выпарить до отверждения нанокомпозитов 29,30 </ SUP>. В процессе предлагаемого в данной работе, использование растворителей избегается делает его более экологически чистым. Еще один шаг протокола, который также оказывает существенное влияние на микроструктуру композиционных материалов и, следовательно, электрическое поведение датчиков, является способ производства для многомасштабными композиционных материалов. При изготовлении этих материалов, даже если хорошей дисперсии наночастиц в эпоксидной матрице, первоначально достигнуто, распределение F-ГНП может быть сильно зависит от фильтрации явлений. Кроме того, дегазация эпоксидной матрице, имеет важное значение для того, чтобы сохранить механические свойства многомасштабными композиционных материалов, который становится более трудным, когда матрица заполняется ВНП из-за крупной вязкости.
Электрическое размещение контакта должно проводиться осторожно, чтобы гарантировать, что электрическое сопротивление контакта как можно более низкой. Для этого, важно, чтобы гарантировать, что поверхностьs полностью очищены перед нанесением серебряной краски, чтобы зафиксировать медные электроды. Кроме того, перед нанесением клея-расплава, серебряная краска должна высохнуть. Если нет, то растворитель испаряется и вызывает появление пузырей, увеличение электрического сопротивления контакта. Одним из преимуществ размещения электрических контактов на поверхности материала, в отличие от электродов , расположенных внутри образца 31, является то , что он не является навязчивым и не вредом к любым механическим свойствам. В ходе испытаний мониторинга, электрические контакты могут отделяться от поверхности образцов. Следовательно, надлежащая фиксация имеет важное значение для обеспечения того, чтобы электрический сигнал, который будет зарегистрирован соответствует только внутренней электрической реакции материала.
Протокол, описанный выше, может быть применен или модифицированы с различными нанонаполнителей, таких как углеродные нанотрубки или других проводящих наночастиц, которые также приводят к электрически соnductive композиты с самостоятельной зондирования свойств 32,33. Протокол мониторинга могут быть экстраполированы на другие тестовые конфигурации для обнаружения повреждений и количественной оценки. Одним из ограничений системы, используемой для электрических контактов является то, что их расположение на поверхности образцов ограничивает объем материала, где будут анализироваться электрическое сопротивление. При проектировании другой системы с участием объемные измерения, внутренние повреждения могут быть обнаружены и количественно, но в этом случае механические свойства могут быть поставлена под угрозу. Протокол может быть полезным в биомеханических приложений для удаленного мониторинга эволюции костных заболеваний или считать шаги во время бега или физической терапии, чтобы оценить процесс восстановления.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
Авторы хотели бы отметить Ministerio де Economia у Competitividad Испании правительства (проект MAT2013-46695-C3-1-R) и Comunidad де Мадрид Правительство (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).
