最近，香港理工大學的研究團（tuán）隊開發出了一（yī）種嶄新的納米複合材料傳感器，可直接（jiē）噴塗（tú）於平（píng）坦或彎曲的工程結構，如火車路（lù）軌（guǐ）和（hé）飛機結構。噴塗出來的傳感器可進一步構成傳感器網絡（luò），為受監測的結（jié）構提供實時及豐富（fù）的結構健康狀況信息。據悉，納米複合（hé）材料傳感器由理大機械工程學係（xì）的蘇眾慶教授、周利民教授及以他們為首的（de）團隊研發（fā），采用創新的噴塗技術製成（chéng），使傳感器安裝過程比傳（chuán）統方法更快捷（jié）和具效率（lǜ）。這種新技術也令該傳感器適用於多種工程結構表（biǎo）麵，提高了它的靈活性。

　　蘇教授說，該新型（xíng）納米複合材料傳感器，能同時（shí）兼顧傳感器（qì）的成本及傳感器網絡所捕獲的數（shù）據量兩個因素，為實（shí）現原位振動感測、以超聲波為基礎的結構健康監測技術開辟了新思路。

　　納米複合材料傳感器由碳黑、二維石墨烯、導電納米粒子及聚偏二氟乙（yǐ）烯混合而成，可根據各種工（gōng）程應用的需要（yào），輕易和靈活地製成不同的尺寸大小。新的納米複合材料傳感器由於優化了（le）混合物的納米結構，能敏感地檢測到結構的改變，它能識別納米複（fù）合材料對不同壓阻的回饋。該（gāi）新技術中，每一個傳感器都通過（guò）印刷在結構上的電線連接到網絡，透過分析和比較（jiào）由電阻率轉換而成的（de）電信號，便可發現結構中的缺陷，同時將信號轉換（huàn）為三維圖像。

　　據了解，這種傳感器重量極輕（qīng），而且製造成本低廉，可大量采用以檢測隱（yǐn）藏在結構（gòu）內部的問（wèn）題，有助開創以超（chāo）聲波為基礎（chǔ）的結（jié）構（gòu）健康（kāng）監測新時代（dài）。它包含一個傳（chuán）感器網絡，由多個納米複合材料傳（chuán）感器及一個超聲波換（huàn）能器組成，可主動探測安裝了該傳感網（wǎng）絡的（de）結構的健康狀況（kuàng），快速及準確地顯示該結構是否有損壞。傳感器會接收及量度超聲波換能器發出的超聲導波，如結構有損壞，例如出現裂縫，超（chāo）聲導波的傳播會受損（sǔn）壞的地方幹擾，因而出現特有（yǒu）的波散射現（xiàn）象（xiàng），並為傳感網絡所記錄。團隊研發出來的一體化係統，可基於超（chāo）聲導波的散射準確地檢測及量化結構損壞的情況。

　　據悉，傳統超聲（shēng）波傳感器（qì）采（cǎi）用壓電材料製作，成本是十多美元，重數克；而這個新一代納米複合材料傳感器的成本僅0.5美元（yuán），重0.04克。因此，一個結構可同時使用更多傳感器，以獲得更豐富的（de）信息作分析，同時又不會給結構帶（dài）來明顯的負重。

　　此外，這款納（nà）米複合（hé）材料傳感器有極佳的靈活性，適用於彎曲的結構表麵，可廣（guǎng）泛地應（yīng）用（yòng）在各（gè）種工程結構，即使是在移（yí）動結（jié）構的表麵亦同樣可以（yǐ）噴塗方式安裝，實時傳送結構的健康信（xìn）息。蘇眾慶表（biǎo）示，已與內地研究機構（gòu）取得聯係，未來將會把新（xīn）技術用於航空結構上。新聞（wén）資料圖

　　這（zhè）款納米複合（hé）材料傳感器可量度由靜止至900千（qiān）赫（hè）茲的微小幅度的超聲（shēng）波信號。這技術能在超聲波係（xì）統采集（jí）散射波，從而檢測大部份工（gōng）程物料中微細至一（yī）至二毫米的裂縫，響應頻率比現有納米複（fù）合材料傳感（gǎn）器(根據（jù）國際期刊現有的報道)的響（xiǎng）應（yīng）頻率高出400多（duō）倍。雖然傳統超聲（shēng）波傳感器可量度的（de）超聲波範圍，比這款納米複合材料傳感器的響應頻（pín）率更廣闊（kuò），但傳統傳感器的重量及成本均較高，難以大（dà）量使用構成大型傳感（gǎn）器網絡，故此隻能帶來有限的數據資料。在眾（zhòng）多工程實際應用中，特別是針對航空航天（tiān）結構，使用有很大的限製。

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