具有化学和机械鲁棒性的SWCNT基应变传感器，压阻响应单调，用于基础设施监测

由 ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 17:18
文章英文标题
Chemically and mechanically robust SWCNT based strain sensor with monotonous piezoresistive response for infrastructure monitoring
正文
摘要\n可拉伸应变传感器在涉及基础设施监测的土木工程和结构工程中的应用成为研究的热点。然而，它们在基础设施监测中的势在必行表现往往受到环境条件特别是水下和腐蚀性环境的阻碍。本文报道了一种基于氧化SWCNT ( ox- SWCNT )和聚二甲基硅氧烷( PDMS )的化学机械稳定应变传感器的简易制备方法，ox- SWCNT和PDMS的强分子水平相互作用提供了敏感的压阻。将应变施加到传感器上，在100 %的大应变范围内获得了高同步电阻响应，表现出一一对应(单调响应)的电阻应变行为。最重要的是，表面能较低的PDMS复盖的ox-SWCNT的凸起结构提供了原位弹性，不仅对水，而且对酸性和碱性溶液。其在磨粒情况下的高耐久性说明了其在恶劣条件下实时基础设施监测中的潜在适用性。
文章内容（英文）
Abstract(#br)The application of stretchable strain sensors in civil and structural engineering involving infrastructural monitoring has become the hot subject of research. However, their imperative performance in infrastructure monitoring is often hindered by environmental conditions particularly, underwater and corrosive environments. Herein, we report the facile fabrication of chemically and mechanically stable strain sensor based on oxidized SWCNT (ox-SWCNT) and polydimethylsiloxane (PDMS). The strong molecular level interaction of ox-SWCNT and PDMS provides sensitive piezoresistivity. Applied strain to the fabricated sensor results in highly synchronized resistive response in large strain range of 100%, demonstrating one to one correspondence (monotonous response) in resistance-strain behavior. Most importantly, the protruding structure of ox-SWCNT covered with low surface energy PDMS provides in-situ resiliency, not only towards water but also to acidic and alkaline solution. Its high durability under abrasive situations illustrates the potential applicability in real time infrastructure monitoring under harsh conditions.
来源出处
Journal|[J]Chemical Engineering JournalVolume 388, 2020.
DOI
https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.124174

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