جعلت الخصائص الميكانيكية لـ PEEK ومقاومتها لدرجات الحرارة المرتفعة والمواد الكيميائية مفيدة لمجموعة واسعة من التطبيقات في قطاعات الطيران والسيارات والنفط والغاز.
أضاف الفريق ألياف الكربون الدقيقة إلى هياكل PEEK الخلوية ، مما يمنح المادة غير الموصلة عادة القدرة على حمل شحنة كهربائية في جميع أنحاء هيكلها.
لقد أرادوا التحقيق فيما إذا كان إتلاف مركب PEEK الخلوي الموصّل للكهرباء سيؤثر على مقاومته الكهربائية.
إذا كان الأمر كذلك ، يمكن أن يمنح المادة الجديدة القدرة على "الإحساس بالذات" - السماح لزرع الورك ، على سبيل المثال ، بالإبلاغ عن تغير الموصلية ، مما يشير إلى أنها تالفة ويجب استبدالها.
لاختبار قدرة الاستشعار الذاتي لتصميمهم ، استخدموا الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء ثلاثة تكوينات مختلفة على شكل قرص العسل - هيكل سداسي الشكل ، وبنية متقاطعة الشكل ، وتصميم إعادة دخول سداسي الجوانب باستخدام كل من مادة PEEK المصنوعة من ألياف الكربون والتقليدية نظرة خاطفة.
بعد ذلك ، قاموا بتعريض الهياكل الخلوية لنوعين من الأحمال لمقارنة قدرات كل منهم على امتصاص الطاقة. في اختبارات السحق ، حيث يتم تطبيق ضغط ثابت حتى ينهار الهيكل ، تفوق كل تصميم من تصميم PEEK المصنوع من ألياف الكربون من خلال نظيره PEEK التقليدي ، والذي كان قادرًا على تحمل الضغوط الأعلى.
ومع ذلك ، في اختبارات التصادم ، حيث يتم إسقاط الوزن من الارتفاع على الهياكل ، أظهرت هياكل PEEK الثلاثة المصنوعة من ألياف الكربون مقاومة أكبر للتلف. كان تكوين قرص العسل السداسي من ألياف الكربون PEEK أفضل استجابة ، حيث تحمل تأثيرات أكبر من أي من الآخرين.
في اختبارات التكسير ، قاس الباحثون أيضًا مقاومة الهيكل الخلوي لألياف الكربون PEEK لشحنة كهربائية حيث تم إجهاد الهياكل الثلاثة المختلفة.
انخفض التغيير في مقاومة الإجهاد المطبق - وهو مقياس لتطور الضرر يُعرف باسم حساسية مقاومة الضغط - مع زيادة الإجهاد الانضغاطي ، مما أدى إلى فقد شبه كامل للمقاومة الكهربائية عندما تم سحق الهياكل تمامًا.
ترتبط عوامل القياس المختلفة التي لوحظت للتكوينات المختلفة بمعدل نمو الضرر وفقًا لقدرتها على امتصاص الطاقة ، مما يشير إلى أن الحساسية البيزورية لألياف الكربون PEEK يمكن أن تكون مفيدة في إنشاء جيل جديد من الهياكل الذكية خفيفة الوزن ومتعددة الوظائف.