最近，香港理工大（dà）學的研究團隊開發出了一種嶄新的（de）納米複合材料傳感器，可直接噴塗於平（píng）坦或彎曲（qǔ）的工程結（jié）構，如火車路軌和飛機結構。噴塗（tú）出來的傳感器可進一步（bù）構成傳（chuán）感器網絡，為受監測的結構提供實時及豐富的結構健康狀況信息。據悉，納米複合材料傳感器由理大機械工程學係的蘇眾慶教授、周利民教授及以他們為首的團隊研發，采用創新（xīn）的噴塗技術製成，使（shǐ）傳感器安裝過程比傳統方法更（gèng）快捷和具效率。這種新技術也令該傳感器適用於多種工程結構表麵，提高了（le）它的靈活性。

　　蘇教授說（shuō），該新（xīn）型納米複合材（cái）料傳（chuán）感器，能同時兼顧傳感器的成本（běn）及傳感器網絡所捕獲的數據量兩個因（yīn）素，為實現原位（wèi）振動感測、以（yǐ）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（hé）材料傳感器由碳黑、二維石墨（mò）烯、導電（diàn）納（nà）米（mǐ）粒子及聚偏二氟乙烯混合而成，可根據各種工程（chéng）應（yīng）用的（de）需（xū）要，輕易和靈活（huó）地（dì）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。該新技術中，每（měi）一個傳感器都通過（guò）印刷在結（jié）構上（shàng）的電線連接（jiē）到網絡，透過分析和比較（jiào）由電阻率轉換而成（chéng）的電信號，便可發現結（jié）構中（zhōng）的缺陷（xiàn），同時將信號（hào）轉換為三維圖像。

　　據（jù）了解，這種傳感（gǎn）器重量極（jí）輕，而且製造成本低廉，可大量采用以檢測（cè）隱藏在結構內部的問題，有助（zhù）開創（chuàng）以超聲波為基（jī）礎的結（jié）構（gòu）健康監測新時代。它包含一個傳感器網絡，由多（duō）個納米複合材料傳感器及一個超（chāo）聲波換能器組成，可主動探測安裝了該傳感網絡的結構的健（jiàn）康狀況，快速及準確地顯示該結構（gòu）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（shēng）導（dǎo）波的傳播會受損壞（huài）的地方幹擾，因而出現特有的波散射現象，並為傳（chuán）感網絡所記錄。團隊研發出來的一體化係統，可基於超聲導波的（de）散射準確地檢測及量化結構損壞的情況。

　　據悉，傳統（tǒng）超聲波傳感器采用壓電材（cái）料製作，成本是（shì）十多美元，重數克；而這個新一代納米複合材料傳（chuán）感器的成本僅0.5美元，重0.04克。因（yīn）此，一個結構可同時使用更多傳感器，以獲得更豐富的信息作分析（xī），同時又不會給結構（gòu）帶來（lái）明顯的（de）負重。

　　此外，這款納米複合材料傳感器有極（jí）佳的（de）靈（líng）活性，適用於彎（wān）曲的結構表（biǎo）麵，可廣泛地應用（yòng）在各種工程結構，即使（shǐ）是在移（yí）動結構的表麵（miàn）亦同樣可以噴（pēn）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（dì）研究機構取得聯係（xì），未來將會把新技術用於航空結構上。新聞資料圖

　　這款納米複（fù）合材（cái）料傳感器可量（liàng）度由靜止至900千（qiān）赫茲的微小幅度的超聲波信號。這技術（shù）能在超聲波係統采集（jí）散射波，從而檢測大部份工程物料中微（wēi）細至一至二毫米（mǐ）的裂縫，響應頻率比現有納米複合材料傳感器(根據國際期刊現有的報道)的響應頻率高出400多倍。雖（suī）然傳統超聲波傳感（gǎn）器可量度的超聲波範圍，比這款納米複合（hé）材料傳感（gǎn）器的響應頻率更廣闊，但傳統傳感器的重量及成本均較高，難以大量使用構成大（dà）型傳感器網絡，故此隻（zhī）能帶（dài）來有限（xiàn）的數據資料。在眾多工程實際應用中，特別是針對航空航天結構，使用有很大的限製。

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