走向自动传感和热能采集在高性能复合材料自折叠碳纳米管蜂结构

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 收集能源 收集能源
• 传感器技术 传感器技术

背景情况:

• 先进的复合材料需要用于航空航天,医疗保健和物联网应用的高性能自动供电传感器.
• 热电 (TE) 效应为从温度梯度转换能量提供了一个有前途的途径.
• 对于复合板材来说,在增加 TE 输出功率和在平面外方向收集热能方面存在挑战.

研究的目的:

• 开发一种方法,同时增加 TE 输出功率,并使先进复合材料中的平面外热能收获成为可能.
• 创建自动供电的传感器,实时检测复合板材的变形和损坏.
• 在高性能应用中推进自主自动驱动传感领域.

主要方法:

• 使用温度诱导的自我折叠过程.
• 纳入连续碳纳米管面融入复合板材中.
• 制造的结构复合材料能够从外平面方向收集热能.

主要成果:

• 实现了21mV和812nW的高热电输出,温度差距小到17°C.
• 证明了在结构复合材料中从外平面方向收集热能的能力.
• 启用实时自动供电的变形和损坏感应在复合板材中,无需外部电源.

结论:

• 开发的方法有效地克服了TE功率输出和先进复合材料中外平面能量收获方面的挑战.
• 制造的复合板材可以作为自主自动供电的传感器,非常适合高性能应用.
• 这项工作为航空航天和医疗保健等苛刻领域的自动驱动传感技术开辟了新的途径.