先進材料新聞：彎曲傳感器箔將使材料更強大！

   機械結(jié)構(gòu)變得越來越復雜。與此同時，更復雜的材料也被制造并使用，復合材料就是一個典型的例子。在幾種典型的復合材料中，纖維增強聚合物是由增強纖維（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合材料非常輕，而增強纖維提供了優(yōu)良的剛度和強度。因此，這種復合材料在輕質(zhì)但非常堅固的材料的應(yīng)用中非常有吸引力，例如飛機、風力渦輪機葉片、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，它們的力學行為（例如，它們的失效機制）比傳統(tǒng)材料如金屬更難預(yù)測。為此，機械結(jié)構(gòu)過大時，可以過早（出于安全考慮）或過晚（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，以便實時監(jiān)測它們并能夠預(yù)測老化或失效機制是很有意思的。這將延長它們的壽命，并通過減少原材料的使用和節(jié)約能源來大大減少對環(huán)境的影響。

   傳統(tǒng)上，應(yīng)變計已用于此目的，但最近，光學變體，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合材料中。

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

   在制造過程中，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程中嵌入復合材料中。這樣可以保護他們有時免受惡劣操作環(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)用于需要拉長或彎曲到小半徑的應(yīng)用中。在這項研究中，來自根特大學的JeroenMissinne等人研究的彎曲傳感器半徑達到了11毫米，而且在拉長1.4%時不喪失其功能，另外還有可能進一步的改進。

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