Development of a Triboluminescence and Photocatalysis Based System for Intrinsic Structural Health Monitoring

开发基于摩擦发光和光催化的内在结构健康监测系统

基本信息

  • 批准号:
    0969413
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-09-01 至 2014-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This research project focuses on developing and validating innovative technologies for next-generation composite aircrafts and other large structures, with intrinsic sensing properties to provide complete structural damage awareness. The work is aimed at creating a paradigm shift in damage sensing through the development of the novel Triboluminescence and Photocatalysis (TriP) system that utilizes embedded triboluminescent (TL) sensors to provide real-time ubiquitous detection of crack initiation and growth at the material level. TL crystals will be used to manufacture "pain responsive" composite components containing a novel "nervous system" of embedded nano-optoelectronic (CTiN) rods. When stressed, triboluminescent crystals emit light, giving an indication of the location and extent of damage. The emitted light is absorbed by nano-electronic cells, which consists of nano-sized photocatalyst material in conjunction with carbon nanotubes to conduct as sensory pathways disseminating information to sensing stations. The underlying issues to be investigated are the placement of TL crystals, light conversion, and the subsequent transmission of electrical signals using the novel CTiN rods.The project will develop confidence in aircraft structural health monitoring through systematic investigations of material systems for embedded sensing, embedded data transfer and utilization of sensory information, without compromising structural properties.
该研究项目的重点是开发和验证下一代复合材料飞机和其他大型结构的创新技术,其固有的传感特性可提供完整的结构损伤感知。这项工作的目的是通过开发新型摩擦发光和光催化(TriP)系统来实现损伤传感的范式转变,该系统利用嵌入式摩擦发光(TL)传感器来提供材料层面裂纹萌生和扩展的实时、无处不在的检测。 TL晶体将用于制造“疼痛响应”复合部件,其中包含嵌入式纳米光电(CTiN)棒的新型“神经系统”。 当受到压力时,摩擦发光晶体会发光,指示损坏的位置和程度。发射的光被纳米电子电池吸收,纳米电子电池由纳米尺寸的光催化剂材料与碳纳米管结合组成,作为传感路径将信息传播到传感站。 要研究的根本问题是 TL 晶体的放置、光转换以及随后使用新型 CTiN 棒传输电信号。该项目将通过对嵌入式传感、嵌入式材料系统的系统研究来增强对飞机结构健康监测的信心。数据传输和感官信息的利用,而不损害结构特性。

项目成果

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