新疆理化所复合材料健康监测研究取得进展

　　纤维增强复合材料(FRPs)是由纤维和高分子基体按一定比例混合并经过一定工艺复合形成的高性能材料。由玻璃纤维制备的FRP材料一般具有层压或夹芯结构，复合材料的整体性能对玻璃纤维本身的性质以及材料在负载情况下产生的内部微结构缺陷十分敏感。因此监测FRP在外力作用下产生的内部缺陷对于研究材料的服役期行为及其性能评价十分重要。

　　近期，中国科学院新疆理化技术研究所复合材料团队提出一种用于复合材料健康监测的新方法，科研人员将具有良好分散性能的碳纳米管和石墨烯材料涂覆在玻璃纤维表面，实现了玻璃纤维由绝缘体向导体的转变；将此玻璃纤维与高分子基体材料进行复合制备了FRP材料，并采用力-电耦合测试方法揭示了材料在负载条件下裂纹的产生、扩展等过程，从而提供了一种用于预测复合材料结构缺陷的新途径。该方法的创新性体现在通过预测复合材料中增强相——纤维的损伤过程来评价FRP的健康状况，明显区别于传统的通过检测FRP中基体的性质来预测材料缺陷的方法。表面涂覆有碳纳米材料的玻璃纤维表现出优异的导电性质，并对温度和应力变化很敏感，有望用于温度测量、人体皮肤传感器以及可穿戴设备等领域。

　　相关科研成果发表在复合材料杂志Composites Science and Technology上，论文第一作者在读博士研究生郝斌获得中国科学院大学国际会议项目资助，在丹麦哥本哈根举办的第20届国际复合材料大会（ICCM-20）作会议发言。

　　该研究工作得到国家自然科学基金、国家“千人计划”以及中德科研合作（PPP）等项目支持。