俄罗斯科研团队创新开发纳米复合材料智能监测系统
2025-05-16 14:31
来源:斯科尔科沃科学技术研究所
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俄罗斯斯科尔科沃科技学院的跨学科研究团队在纳米复合材料监测领域取得重要突破,成功开发出新型双级智能监测技术。这项创新成果近期发表在材料科学领域权威期刊《碳》上,为聚合物纳米复合材料的全生命周期性能监测提供了全新解决方案。使用碳纳米管纤维进行材料损伤检测的示意图

研究团队由纳米材料实验室、分层结构材料实验室和材料中心的研究人员组成,通过系统整合不同维度的纳米材料特性,设计出这套集成化监测系统。项目负责人阿尔伯特·纳西布林教授介绍:"我们的技术突破了传统监测方法的局限,实现了从制造到应用的全过程跟踪。"

该技术的核心创新在于采用碳纳米管纤维(CNTF)作为嵌入式传感器。主要研究者哈桑·艾哈迈德·巴特解释道:"传统监测需要不同技术分别应对制造和应用阶段,而我们开发的CNTF集成方案可以同步满足两个阶段的监测需求。"实验数据显示,这种直径仅数微米的纤维传感器在嵌入后不会影响主体材料的机械性能,却能实时捕捉材料的微观结构变化。

研究团队通过精确调控碳纳米管的排列密度和界面特性,使该监测系统具备多重功能。助理教授德米特里·克拉斯尼科夫表示:"这套系统不仅能监测制造过程中的温度、压力等参数,还能在使用阶段持续追踪材料的应变、损伤累积等重要指标。"

特别值得注意的是,该技术基于斯科尔科沃科技学院自主开发的单壁碳纳米管制备工艺,具有显著的产业化优势。纳西布林教授补充说:"从实验室研发到规模化生产,我们建立了完整的技术链条,这为实际工程应用奠定了坚实基础。"

目前,研究团队正在与工业界合作,将该监测技术应用于航空航天、汽车制造等领域的先进复合材料部件。初步测试表明,该系统可显著提升产品质量控制水平,并为预测性维护提供可靠数据支持。

更多信息: Hassaan A. Butt 等人,《利用碳纳米管纤维传感器进行多功能纳米复合材料评估》,Carbon (2025)。期刊信息: Carbon

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