制造基于金纳米颗粒的自动供电水泥传感器的方法
Daniel A Triana-Camacho1, Rogelio Ospina-Ospina1, Jorge H Quintero-Orozco1
1Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander, Cra 27 Calle 9, Bucaramanga, Colombia.
MethodsX
|July 14, 2023
概括
研究人员通过添加金纳米粒子和在固化过程中应用电场来开发了自动供电的压电式水泥传感器. 这项创新增强了基于水泥的复合材料,用于智能,可持续的民用结构.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 土木工程 土木工程是指土木工程.
背景情况:
- 开发智能和可持续的民用结构需要先进的材料.
- 基于水泥的传感器为自动供电,自我修复和自我监控应用提供了潜力.
- 纳米复合材料是提高水泥材料性能的关键.
研究的目的:
- 开发一种制造压电水泥传感器的方法.
- 增强基于水泥的复合材料的压电性能,用于应变感应应用.
- 创建不需要外部电源的自动供电传感器.
主要方法:
- 使用通过脉冲激光切除合成的金纳米粒子 (Au NPs) 制造水泥传感器.
- 优化Au NP度 (442 ppm和658 ppm) 通过调整剥离时间.
- 在恒定的电场下对水泥传感器进行固化,然后在烤箱中干燥.
- 使用电阻谱学和在压力强度下的开放电路电位测量进行表征.
主要成果:
- 脉冲激光切除参数,特别是切除时间,影响Au NP的大小和数量.
- 最佳度的Au NPs显著增加了水泥固有的压电性.
- 在电响应和机械负荷之间观察到直接的相关性,证实了压电行为.
结论:
- 该方法成功生产了具有增强性能的压电水泥传感器.
- 黄金纳米粒子和电场固化有效地提高了水泥的压电反应.
- 这些自动供电的传感器适用于民用基础设施监控中的应变传感.
