先進(jìn)材料新聞：彎曲傳感器箔將使材料更強(qiáng)大！

   機(jī)械結(jié)構(gòu)變得越來(lái)越復(fù)雜。與此同時(shí)，更復(fù)雜的材料也被制造并使用，復(fù)合材料就是一個(gè)典型的例子。在幾種典型的復(fù)合材料中，纖維增強(qiáng)聚合物是由增強(qiáng)纖維（主要是玻璃或碳）制成的，它們與聚合物樹脂（主要是環(huán)氧樹脂）融合在一起而成。聚合物樹脂使這些復(fù)合材料非常輕，而增強(qiáng)纖維提供了優(yōu)良的剛度和強(qiáng)度。因此，這種復(fù)合材料在輕質(zhì)但非常堅(jiān)固的材料的應(yīng)用中非常有吸引力，例如飛機(jī)、風(fēng)力渦輪機(jī)葉片、賽車等。

   然而，由于這些材料的綜合性質(zhì)和固有的各向異性，它們的力學(xué)行為（例如，它們的失效機(jī)制）比傳統(tǒng)材料如金屬更難預(yù)測(cè)。為此，機(jī)械結(jié)構(gòu)過(guò)大時(shí)，可以過(guò)早（出于安全考慮）或過(guò)晚（結(jié)構(gòu)破壞后）的更換材料。因此，將傳感器集成在這樣的材料中，以便實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)它們并能夠預(yù)測(cè)老化或失效機(jī)制是很有意思的。這將延長(zhǎng)它們的壽命，并通過(guò)減少原材料的使用和節(jié)約能源來(lái)大大減少對(duì)環(huán)境的影響。

   傳統(tǒng)上，應(yīng)變計(jì)已用于此目的，但最近，光學(xué)變體，即光纖與布拉格光柵傳感器已被采納。這種光纖傳感器是非常惰性的，不易受到電磁干擾，并且非常小，使得它們非常易于集成到復(fù)合材料中。

   然而，光纖傳感器主要對(duì)縱向應(yīng)變敏感，因此要知道材料中某一點(diǎn)的總應(yīng)變矢量，必須在不同方向上放置多個(gè)纖維，這是非常具有挑戰(zhàn)性的。通過(guò)利用聚合物薄片中代替光纖實(shí)現(xiàn)這種光學(xué)傳感機(jī)制，使得這一難題得到解決。

   在制造過(guò)程中，傳感器在鋁箔上的定位是固定的，因此它可以很容易地被安裝而不干擾傳感器的方向。此外，這些傳感器箔可以非常?。ǖ椭?0μm），以便它們可以在制造過(guò)程中嵌入復(fù)合材料中。這樣可以保護(hù)他們有時(shí)免受惡劣操作環(huán)境的傷害，不需要使用膠水（不影響應(yīng)變傳遞），并可以監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。由于這些傳感器箔是由聚合物制成的，所以它們非常靈活，也可以應(yīng)用于需要拉長(zhǎng)或彎曲到小半徑的應(yīng)用中。在這項(xiàng)研究中，來(lái)自根特大學(xué)的JeroenMissinne等人研究的彎曲傳感器半徑達(dá)到了11毫米，而且在拉長(zhǎng)1.4%時(shí)不喪失其功能，另外還有可能進(jìn)一步的改進(jìn)。

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