结构上有色的粘合剂用于敏感,高分辨率和非侵入性的粘合自我监测
Quanqian Lyu1, Miaomiao Li1, Lianbin Zhang2
1State Key Laboratory of Material Processing and Die & Mould Technology and School of Chemistry and Chemical Engineering, Huazhong University of Science and Technology (HUST), Wuhan, China.
Nature communications
|September 28, 2024
概括
新的结构性彩色粘合剂提供实时的,非侵入性的粘合监测. 这些智能材料改变颜色以检测变形和故障,这对于结构健康监测至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 粘附科学 粘附科学 粘附科学
背景情况:
- 聚合物粘合剂在各种应用中至关重要,包括医疗植入物和软机器人.
- 实时监测粘合剂性能对于防止过早故障至关重要,但仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 开发结构上有色的粘合剂,用于敏感的,高分辨率的,非侵入性的粘合的自我监测.
- 通过明显的颜色变化,能够早期检测变形和脱节.
主要方法:
- 将一维光子纳米链集成到基于烯酸聚合物的粘合剂中.
- 在剪切下使用纳米链倾斜机制来诱导明显的颜色变化.
- 针对压力敏感和结构粘合剂应用的定制.
主要成果:
- 在颜色变化中表现出超快响应 (<60毫秒),高灵敏度和高分辨率 (~120微米).
- 使用成像和机器学习实现了粘附状态和故障 (高达97.2%) 的准确预测.
- 结构色粘合剂在剪切应力下表现出独特的倾斜机制,以改变剪切应力下的颜色变化.
结论:
- 结构色粘合剂为实时粘合自我监测提供了一个实用的解决方案.
- 这项技术为物联网 (IoT) 时代的结构性健康监测提供了一个新的范式.
- 开发的粘合剂能够灵敏地检测微妙的变形和解.
