Las propiedades mecánicas del PEEK y su resistencia a altas temperaturas y productos químicos lo han hecho útil para una amplia gama de aplicaciones en los sectores aeroespacial, automotriz y de petróleo y gas.
El equipo agregó fibras de carbono a microescala a sus estructuras celulares de PEEK, lo que le dio al material generalmente no conductor la capacidad de transportar una carga eléctrica a lo largo de su estructura.
Querían investigar si dañar su compuesto PEEK celular electroconductor afectaría su resistencia eléctrica.
Si es así, podría darle al nuevo material la capacidad de "auto-sentido", permitiendo que un implante de cadera, por ejemplo, informe cuando su conductividad ha cambiado, lo que indica que se ha desgastado y necesita ser reemplazado.
Para probar la capacidad de autodetección de su diseño, utilizaron la impresión 3D para crear tres configuraciones de panal diferentes: una estructura hexagonal, una estructura quiral en forma de cruz y un diseño reentrante de seis lados utilizando material PEEK de fibra de carbono y convencional. OJEADA.
Luego, sometieron las estructuras celulares a dos tipos de cargas para comparar sus respectivas habilidades para absorber energía. En las pruebas de aplastamiento, donde se aplica una presión constante hasta que la estructura colapsa, cada diseño de PEEK de fibra de carbono fue superado por su homólogo de PEEK convencional, que pudo soportar presiones más altas.
Sin embargo, en las pruebas de impacto, en las que se deja caer un peso desde una altura sobre las estructuras, las tres estructuras de PEEK de fibra de carbono demostraron una mayor resistencia al daño. La configuración de panal hexagonal del PEEK de fibra de carbono tuvo la mejor respuesta, soportando mayores impactos que cualquiera de los demás.
En las pruebas de trituración, los investigadores también midieron la resistencia de la estructura celular de PEEK de fibra de carbono a una carga eléctrica cuando las tres estructuras diferentes se tensaron.
El cambio en la resistencia a la tensión aplicada, una medida de progresión del daño conocida como sensibilidad piezorresistiva, disminuyó a medida que aumentaba la tensión de compresión, lo que provocó una pérdida casi completa de la resistencia eléctrica cuando las estructuras se aplastaron por completo.
Los diferentes factores de calibre observados para diferentes configuraciones están asociados con su tasa de crecimiento del daño de acuerdo con su capacidad para absorber energía, lo que sugiere que la piezorresitividad del PEEK de fibra de carbono podría ser beneficiosa para crear una nueva generación de estructuras multifuncionales ligeras e inteligentes.