Application of carbon nanotubes (CNT) to design of the strain sensor

The aim of this work was to develop a sensor which could be easily applied to the tested material and integrated with it. Therefore, this paper is focused on the development of the Carbon Nanotube - a polymer strain sensor - which should fulfill such requirements. The development of such a sensor is discussed and the test of its performance are presented. Multiwalled CNTs were mixed with polymer and applied to the materials with use of screen printing. The sensor was tested for different types of loads. Manufacturing technology and sensor test results are presented in this work.

W pracy opisano prototyp czujnika zrealizowany przy użyciu nanorurek węglowych oraz epoksydu. Czujnik został naniesiony na badany materiał (kompozyt włókna szklanego) przy użyciu sitodruku. Struktura sensora (rozłożenie nanorurek w epoksydzie) została zbadana przy użyciu mikroskopu elektronowego. Wykazano, że przy stosunkowo dużych zawartościach procentowych (powyżej 7.5%) nanorurki węglowe tworzą zbite skupiska, przy czym mniejsze zawartości procentowe pozwalają na stosunkowo równomierne rozłożenie nanorurek węglowych w epoksydzie. Dodatkowo czujniki zostały poddane badaniom statycznym jak i dynamicznym. Przy badaniach statycznych miało to na celu zbadania odpowiedzi sensora (czy jest zachowana jego liniowość). Przy obciążeniach dynamicznych celem było sprawdzenie czy dochodzi do uszkodzenia struktury sensora przy stosunkowo dużej ilości cykli obciążeń. Zmiany rezystancji zostały porównane ze zmianami odkształceń badanego materiału (uzyskanymi z maszyny wytrzymałościowej). Otrzymano liniowe odpowiedzi czujników zarówno przy małej jak i dużej liczbie cykli obciążeń.