石墨烯氧化物水泥传感器

低温高敏自感知

在低温和特定湿度下依然保持高灵敏度的自感知水泥基复合材料，为极端环境下的结构健康监测提供了新选择。

Qu-Tie A, Xi · Hua, Li · Shi-Xiong, Wang · Hu, Yangao

Journal of Intelligent Material Systems and Structures 2025

参数信息

最优氧化石墨烯掺量

0.03 wt%

灵敏度峰值温度

−40, −20 °C

最优灵敏度对应含水率

0.80–1.50 %

电阻变化率随挠度的变化趋势

increase below 0°C; decrease above 0°C

最显著电阻变化对应的含水率

1.00–1.50 %

技术优势

极低温下更灵敏

在 −40°C 和 −20°C 时灵敏度达到峰值，弥补了低温下普通水泥基传感器灵敏度下降的不足。

循环加载响应稳定

在不同温湿度组合下，循环加载的压阻曲线表现出良好的重复性，适合长期监测。

极少量即可优化

仅添加 0.03 wt% 氧化石墨烯就能获得最佳导电性和灵敏度系数，成本增加有限。

应用场景

• 结构健康监测：在低温高湿等复杂环境下监测结构应力和损伤。
• 柔性传感器：可浇筑成任意形状，适应非平面结构的应变传感。
• 应力传感：通过电阻变化实时反映结构受载变形。
• 智能建筑材料：赋予传统水泥基材料自感知功能，无需外贴传感器。