PEEKの機械的特性と高温および化学薬品に対する耐性により、PEEKは、航空宇宙、自動車、石油およびガスの分野で幅広い用途に使用できるようになりました。
チームは、セルラーPEEK構造にマイクロスケールの炭素繊維を追加し、通常は非導電性の材料に、その構造全体に電荷を運ぶ能力を与えました。
彼らは、導電性セルラーPEEK複合材料の損傷がその電気抵抗に影響を与えるかどうかを調査したいと考えていました。
もしそうなら、それは新しい材料に「自己感知」する能力を与える可能性があります-例えば、股関節インプラントがその導電率が変化したときを報告し、それが摩耗して交換する必要があることを示します。
デザインの自己検知能力をテストするために、3D印刷を使用して、六角形構造、十字型キラル構造、および炭素繊維PEEK材料と従来の両方を使用したXNUMX面リエントリーデザインのXNUMXつの異なるハニカム構成を作成しました。ピーク。
次に、細胞構造にXNUMX種類の負荷をかけ、それぞれのエネルギー吸収能力を比較しました。 構造が崩壊するまで一定の圧力が加えられるクラッシュテストでは、炭素繊維PEEKの各設計は、より高い圧力に耐えることができた従来のPEEKの対応物よりも優れていました。
ただし、重りを高さから構造物に落とす衝撃試験では、XNUMXつの炭素繊維PEEK構造物が損傷に対してより高い耐性を示しました。 カーボンファイバーPEEKの六角形のハニカム構成が最高の応答を示し、他のどの構成よりも大きな衝撃に耐えました。
破砕試験では、研究者らは、XNUMXつの異なる構造にひずみが生じたときの、炭素繊維PEEKのセル構造の電荷に対する抵抗も測定しました。
加えられたひずみに対する抵抗の変化（ピエゾ抵抗感度として知られる損傷の進行の尺度）は、圧縮ひずみが増加するにつれて減少し、構造が完全に押しつぶされたときに電気抵抗がほぼ完全に失われました。
さまざまな構成で観察されたさまざまなゲージ係数は、エネルギーを吸収する能力に応じた損傷の成長率に関連しており、炭素繊維PEEKの圧電抵抗性が新世代のスマートで軽量な多機能構造の作成に役立つ可能性があることを示唆しています。