SiO₂包覆石墨烯纳米片

灵敏度提升近5倍

在石墨烯纳米片表面原位合成SiO₂涂层，同时大幅提升地质聚合物复合材料的自感知灵敏度和弹性模量。

胡海龙 · Yefan, Liu · 陈磊 · 张帆

Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2025

具体参数

自感知灵敏度提升

{'zh': '479.7', 'en': '479.7'} %

弹性模量提升

{'zh': '89.1', 'en': '89.1'} %

应变系数

{'zh': '491', 'en': '491'}

技术优势

灵敏度飙升近5倍

SiO₂涂层作为介电层减少GNP直接接触，并改善界面结合，使自感知灵敏度提升479.7%。

应变系数创纪录

应变系数GF高达491，超过近期文献报道结果。

力学性能同步提升

弹性模量同时提高89.1%，克服了传感材料常以牺牲力学性能为代价的问题。

电阻率可定制

通过调节TEOS浓度（0–8 ml）改变SiO₂涂层厚度，可按需调控复合材料电阻率。

应用场景

• 结构健康监测：赋予混凝土结构自诊断能力，实时检测微裂纹和应力变化。
• 应变传感器：用作高灵敏度应变传感器，监测构件变形，灵敏度远超传统金属应变片。
• 智能涂层：制成智能涂层涂覆于结构表面，实现大面积应变分布感知。
• 航空航天复合材料：嵌入航空航天复合材料，实时监控机身、机翼的损伤与累积疲劳。
• 基础设施监测：用于桥梁、大坝等重大基础设施，实现长期、无人值守的结构安全预警。