石墨烯復(fù)合導(dǎo)電土工布開(kāi)啟智能土工布新紀(jì)元

石墨烯復(fù)合導(dǎo)電土工布開(kāi)啟智能土工布新紀(jì)元

目前，智能紡織品技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用越來(lái)越重要。石墨烯作為一種新型材料，除了光纖傳感器的應(yīng)用外，還被開(kāi)發(fā)應(yīng)用于土工織物的滲漏檢測(cè)，石墨烯材料自問(wèn)世以來(lái)受到了廣泛的研究和關(guān)注。在短短10年的時(shí)間里，它們?cè)谏漕l干擾、復(fù)合材料、傳感器及相關(guān)產(chǎn)品等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越成熟。與此同時(shí)，新的應(yīng)用程序仍在快速發(fā)展。

近年來(lái)，石墨烯材料的應(yīng)用已擴(kuò)展到工業(yè)上廣泛應(yīng)用的土工合成材料領(lǐng)域，并被認(rèn)為是引起土工合成材料創(chuàng)新的重要原因。

石墨烯是世界上最薄、最硬的納米材料。它具有高導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、高強(qiáng)度、疏水性、對(duì)所有氣體分子的不滲透性，能提供鋼以外的強(qiáng)度和自修復(fù)能力，以及優(yōu)于銅的導(dǎo)電性。

石墨烯在土工織物中的應(yīng)用是今后土工合成材料的發(fā)展趨勢(shì)。石墨烯將賦予土工織物優(yōu)良的性能，包括優(yōu)良的導(dǎo)熱性（高導(dǎo)熱性）、良好的導(dǎo)電性、高強(qiáng)度（減輕重量）、穩(wěn)定性、自修復(fù)性、疏水性、抗菌性（防止過(guò)濾器堵塞）、溫度/壓力/濕度。感應(yīng)功能壓力變化和泄漏位置檢測(cè)）、大數(shù)據(jù)采集和解釋等。

可預(yù)見(jiàn)的應(yīng)用領(lǐng)域包括垃圾填埋場(chǎng)、采礦、污水處理廠、水庫(kù)、水壩和其他水庫(kù)的襯砌系統(tǒng)。它在替代傳統(tǒng)的心電圖材料，特別是在儲(chǔ)層滲漏檢測(cè)方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)水庫(kù)發(fā)生滲漏時(shí)，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)井等檢測(cè)方法往往無(wú)法及時(shí)檢測(cè)到滲漏，無(wú)法及時(shí)確定滲漏點(diǎn)的位置，當(dāng)石墨烯復(fù)合導(dǎo)電土工布不浸入滲濾液中時(shí)，其阻力是恒定的。滲濾液浸泡在土工布中后，阻力會(huì)發(fā)生變化。連接導(dǎo)電土工布的專用設(shè)備可以實(shí)時(shí)檢測(cè)電阻的變化。因此，可以及時(shí)、有效地檢測(cè)泄漏，通過(guò)比較不同位置、位置的數(shù)據(jù)，確定泄漏點(diǎn)，以便及時(shí)修復(fù)泄漏點(diǎn)。

澳大利亞石墨烯技術(shù)公司Imagine im于2016年8月與土工布制造商澳大拉西亞土工布公司合作推出了Bidim，并宣布澳大利亞是第一個(gè)在大型工業(yè)產(chǎn)品中使用石墨烯的國(guó)家。據(jù)報(bào)道，Imagine im在北夸拉龍的特殊工廠提供石墨烯涂層。技術(shù)解決方案（imgnex3主批次）。澳大拉西亞的土工織物采用涂層法生產(chǎn)導(dǎo)電土工布。目前主要應(yīng)用于垃圾填埋場(chǎng)、采礦設(shè)施等檢漏領(lǐng)域。第一個(gè)應(yīng)用安裝計(jì)劃將于今年4月在昆士蘭CBM站實(shí)施。

根據(jù)Imagine Im的估算，與現(xiàn)有的解決方案相比，該技術(shù)可節(jié)省20%-40%的成本，試驗(yàn)結(jié)果表明，石墨烯的導(dǎo)電性可以檢測(cè)到孔徑小于1mm的土工織物的滲漏，在試驗(yàn)電壓小于5kV的情況下，也能顯示出可靠的結(jié)果。試驗(yàn)中無(wú)誤報(bào)警，即使在土工布發(fā)生變形的情況下，通過(guò)15kV試驗(yàn)，在距地線1-20米處也能保證試驗(yàn)的靈敏度，成為導(dǎo)電土工布的一種經(jīng)濟(jì)有效的解決方案。

此外，imgne x3作為石墨烯涂層可以提高織物和其他材料的導(dǎo)電性，而不會(huì)影響材料本身的強(qiáng)度和其他性能。想象一下，im希望通過(guò)imgne x3母粒的銷售許可，在今年第一季度獲得第一筆收入。

劍橋石墨烯中心（CGC）還開(kāi)發(fā)了石墨烯土工膜材料的生產(chǎn)技術(shù)，包括關(guān)鍵制造設(shè)備的擠壓系統(tǒng)。Bandera Spa是CGC生產(chǎn)石墨烯土工膜和片材的合作伙伴之一。據(jù)該公司介紹，其石墨烯土工合成材料工業(yè)擠出生產(chǎn)線可達(dá)到數(shù)噸/小時(shí)?？缮a(chǎn)農(nóng)業(yè)寬22m、包裝寬3m、防水系統(tǒng)寬8.5m的產(chǎn)品，根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，具有多層（3-9層）結(jié)構(gòu)。

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