Currently, carbon nanotubes (CNTs) paper (also called Buckypaper, BP) is highly promising for application in flexible electronic materials. However, the lack of flexibility and durability of BP greatly affects the comprehensive performance. Here, we propose a simple method for manufacturing a waterborne polyurethane (WPU) toughened carbon nanotube paper (WPU-BP) with excellent overall performance through vacuum filtration. In WPU-BP, as the content of WPU increased from 0 to 48.3%, the tensile strength increased from 8.08 to 16.25 MPa, and the elongation at break increased from 2.14 to 225.04%, while the conductivity decreased from 41.34 to 20.33 S/cm. The WPU-BP with the WPU content of 18.9% (CNP8) demonstrated the optimum strain sensing performance. The gauge factor of CNP8 can reach 8.57 with a response time of 145 ms. It can detect a wide range of body movements from large joint movements to slight breathing, and exhibits high stability, maintaining high stability even after 1000 cycles. In addition, CNP8 shows excellent Joule heating performance, it can reach 186.1 °C at 5 V, with heating and cooling times of only 16 and 18 s, respectively, as well as with good reproducibility. In a word, the as-prepared WPU-BP exhibits excellent both strain sensing performance and Joule heating effect, and holds significant potential for applications in heating devices and wearable sensors.

최근 건설분야에서도 스마트(Smart)라는 개념을 도입한 재료 및 구조방식의 개발에 관한 관심이 고조되고 있다. 특히 기존 콘크리트와 같은 시멘트 복합체에 다양한 전도물질을 혼입하여 외력의 작용시 유발되는 변형을 시멘트 복합체의 저항변화로 평가하는 자기 감지형 건설재료 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 통상적으로 시멘트 복합체는 인장변형에 대한 저항능력이 낮기 때문에 주로 압축변형과 전기적인 저항특성의 상관성을 평가하는 연구 즉, 압축변형 감지능력을 갖는 시멘트 복합체 개발에 관한 연구가 대부분이었다. 본 연구에서는 직접인장하에서 0.5% 인장변형시까지 자기 감지능력을 갖는 변형 경화형 시멘트 복합체(SHCC)를 개발하고 또한 철근의 보강이 SHCC의 자기 감지능력에 끼치는 영향을 평가한다.

This study was conducted to evaluate the effect of self-sensing performance on strain-hardening cement composite containing CNT by curing age. The mixing amount of CNT was set at 1.0%, and SHCC fibers were mixed with PE 1.0% and steel fiber 0.5%. The electrical resistance measurement for the tensile strain sensing performance was based on AC method and 4 probe methods. Test results indicated that electrical sensitivity of SHCC decreased with an increase in curing age.

In this research, Sensing Performance in Tensile Strain of Strain-Hardening Cement Composites by Containing of Carbon nanotube have been studied. The ultimate strength and strain were improved with increasing in amounts of CNT, and fractional change in resistivity were improved when same tensile strain. and %LE were decreased with increasing in amounts of CNT.

The effect of steel fiber types on the self-sensing capacity of strain-hardening fiber-reinforced cementitious composites (SH-SFRCs) was investigated. Three types of fiber, including twisted, smooth and hooked fibers, were used with a volume content of 1.5% in a mortar matrix. Although all the SH-SFRCs exhibited self damage-sensing capacity, the gauge factor, representing for damage-sensing ability, was different according to the types of fiber as follows: twisted (138.09) > smooth (99.85) > hooked (88.50). The SH-SFRC with twisted fiber produced the highest gauge factor which is very favorable for development of self damage-sensor.

구조물의 안전성 평가에서 부재에 실제 발생하는 응력을 파악해야 정확한 구조 건전도 모니터링(Structural Health Monitoring)을 할 수 있다. 구조물에 작용하는 하중은 실제 구조물이 갖고 있는 불확실 요소 중 하나이며 이를 식별함으로써 부재에 실제 발생하는 응력을 정확히 파악할 수 있다. 본 연구는 철골 골조 구조물의 일부 구조 부재에서 계측한 변형률을 통해 가해진 하중을 식별하는 모델을 제안하고 이를 실험을 통해 검증한다. 골조의 하중 식별 모델에서는 계측한 변형률 데이터와 계측점에서의 추정 변형률 간의 오차를 최소화하기 위해 최소제곱법을 적용하였고, 이를 통해 가해진 하중의 크기를 추정하게 된다. 제시한 모델을 검증하기 위해 5층 1경간 3차원 철골 모멘트 골조를 대상으로 정적 가력 실험을 수행하였다. 기 측정한 하중 모듈을 단계별로 정적 가력하며 해당 단계별로 골조의 일부 위치에서 계측한 변형률 데이터를 식별 모델에 적용하여 가력한 하중의 크기를 추정하였다. 추정한 하중은 실험 시 가력한 하중 크기와 비교하여 본 연구에서 제시하는 하중 식별 모델을 검증하였다.