Sifat mekanik PEEK dan ketahanan terhadap suhu tinggi dan bahan kimia telah membuatnya berguna untuk berbagai aplikasi di sektor kedirgantaraan, otomotif dan minyak dan gas.
Tim menambahkan serat karbon skala mikro ke struktur PEEK seluler mereka, memberikan bahan yang biasanya non-konduktif kemampuan untuk membawa muatan listrik ke seluruh strukturnya.
Mereka ingin menyelidiki apakah merusak komposit PEEK seluler elektro-konduktif mereka akan mempengaruhi hambatan listriknya.
Jika demikian, hal ini dapat memberikan materi baru kemampuan untuk 'mengindra diri sendiri' – memungkinkan implan pinggul, misalnya, untuk melaporkan saat konduktivitasnya berubah, yang menunjukkan bahwa implan tersebut telah aus dan perlu diganti.
Untuk menguji kemampuan penginderaan diri desain mereka, mereka menggunakan pencetakan 3D untuk membuat tiga konfigurasi sarang lebah yang berbeda – struktur heksagonal, struktur kiral berbentuk silang, dan desain re-entrant enam sisi menggunakan bahan PEEK serat karbon dan konvensional. MENGINTIP.
Kemudian, mereka melakukan dua jenis beban pada struktur seluler untuk membandingkan kemampuan masing-masing dalam menyerap energi. Dalam uji penghancuran, di mana tekanan yang konsisten diterapkan hingga struktur runtuh, setiap desain PEEK serat karbon diungguli oleh rekan PEEK konvensionalnya, yang mampu menahan tekanan yang lebih tinggi.
Namun, dalam uji tumbukan, di mana beban dijatuhkan dari ketinggian ke struktur, tiga struktur PEEK serat karbon menunjukkan ketahanan yang lebih besar terhadap kerusakan. Konfigurasi sarang lebah heksagonal dari serat karbon PEEK memiliki respons terbaik, menahan dampak yang lebih besar daripada yang lain.
Dalam tes penghancuran, para peneliti juga mengukur ketahanan struktur seluler serat karbon PEEK terhadap muatan listrik saat tiga struktur berbeda tegang.
Perubahan resistensi terhadap regangan yang diterapkan – ukuran perkembangan kerusakan yang dikenal sebagai sensitivitas piezoresistif – menurun seiring dengan meningkatnya regangan tekan, yang menyebabkan hampir hilangnya hambatan listrik ketika struktur benar-benar hancur.
Faktor pengukur yang berbeda yang diamati untuk konfigurasi yang berbeda dikaitkan dengan tingkat pertumbuhan kerusakannya sesuai dengan kemampuannya untuk menyerap energi, menunjukkan bahwa piezoresitivitas PEEK serat karbon dapat bermanfaat dalam menciptakan generasi baru struktur multifungsi ringan yang cerdas.