技术特征：
1.一种仿树根结构智能复合材料，其特征在于，包括第一支撑组件(1)、第二支撑组件(2)、固化填充材料以及多个树根状压电纤维束(3)；所述多个树根状压电纤维束(3)的两端分别固定于所述第一支撑组件(1)以及所述第二支撑组件(2)，所述固化填充材料填充在所述第一支撑组件(1)与所述第二支撑组件(2)之间，包裹在所述多个压电纤维束(3)的外侧；所述树根状压电纤维束(3)包括主支(4)以及多个分支(5)，所述多个分支(5)均旋转绕置于所述主支(4)，并分别伸出不同方向的连接端；所述主支(4)的两端分别固定于所述第一支撑组件(1)以及所述第二支撑组件(2)，所述连接端固定于所述第一支撑组件(1)或者所述第二支撑组件(2)上的不同位置；所述主支(4)以及所述分支(5)包括丝状压电材料、导电材料以及纤维丝，所述纤维丝包裹在所述丝状压电材料以及所述导电材料的外侧。2.根据权利要求1所述的智能复合材料，其特征在于，所述智能复合材料中，相邻的树根状压电纤维束(3)的方向相反，当其中一束压电纤维束(3)的连接端固定于所述第一支撑组件(1)，与其相邻的压电纤维束(3)的连接端固定于所述第二支撑组件(2)。3.根据权利要求1所述的智能复合材料，其特征在于，所述分支(5)包括m根压电纤维，分别为1号压电纤维，2号压电纤维，......m号压电纤维；所述m根压电纤维从所述主支(4)的一端开始，围绕所述主支(4)旋转绕置n周后，1号压电纤维向外分出连接端；剩余的m-1根压电纤维继续围绕所述主支(4)旋转绕置n周后，2号压电纤维向外分出连接端；剩余的m-2根压电纤维继续围绕所述主支(4)旋转绕置n周后，3号压电纤维向外分出连接端；以此类推，直到剩余1根压电纤维围绕主支(4)旋转n周后，m号压电纤维向外分出连接端；其中，m≥5，n≥10。4.根据权利要求1所述的智能复合材料，其特征在于，所述第一支撑组件(1)以及所述第二支撑组件(2)为塑料支撑板；所述塑料支撑板上开设固定孔，所述主支(4)以及所述分支(5)通过所述固定孔固定于所述塑料支撑板；所述主支(4)以及所述分支(5)穿过所述固定孔，与外部导线(6)连接。5.根据权利要求1所述的智能复合材料，其特征在于，所述固化填充材料为热固性树脂或热塑性树脂，包括聚丙烯、聚酞胺、聚对苯二甲酸丁二醇醋以及聚碳酸醋中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的智能复合材料，其特征在于，所述丝状压电材料包括支撑丝以及包裹在所述支撑丝外侧的压电材料；所述支撑丝为纤维丝；所述压电材料包括聚偏氟乙烯、氧化锌、钛酸铅系压电材料、压电晶体中的一种或多种。7.根据权利要求6所述的智能复合材料，其特征在于，所述压电材料通过气相沉积或者静电纺丝制备在所述支撑丝上。8.根据权利要求1所述的智能复合材料，其特征在于，所述纤维丝包括碳纤维、玻璃纤
维、玄武岩纤维、芳纶纤维、凯夫拉纤维、麻纤维和木纤维中的一种或几种。9.一种权利要求1-8任一项仿树根结构智能复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1：将多个分支依次旋转绕置在主支上，多个分支分别伸出连接端，制备多束树根状压电纤维束；s2：将每束压电纤维束的主支的两端分别固定于第一支撑组件以及第二支撑组件，然后将每束压电纤维束的分支的连接端固定于第一支撑组件或者第二支撑组件上的不同位置；s3：向第一支撑组件以及第二支撑组件之间加入固化填充材料，并进行固化处理，得到仿树根结构智能复合材料。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，固化处理的固化温度为50-300℃，固化压力为1-30mpa，固化处理时间为4-20h。
技术总结
本发明涉及一种仿树根结构智能复合材料及其制备方法，仿树根结构智能复合材料包括第一支撑组件、第二支撑组件、固定在支撑组件上的多个树根状压电纤维束以及填充在支撑组件之间，将压电纤维束包裹在内的固化填充材料。树根状压电纤维束包括主支和旋转绕置在主支上的多个分支，主支的两端以及多个分支固定在支撑组件上。主支以及分支包括丝状压电材料、导电材料以及包裹在外侧的纤维丝。本发明借鉴了树根和神经元的结构功能，将多个分支与主支纠缠在一起形成树根状的压电纤维束，使得复合材料具有较好的应力分散功能。并将纤维丝包裹在丝状压电材料的外侧，使纤维丝和压电材料相互协同，实现自动监测压力和损伤的功能。实现自动监测压力和损伤的功能。实现自动监测压力和损伤的功能。
技术研发人员：张俊秋 辛青青 韩志武 侯涛 韩奇钢 李因武 牛士超 李博 穆正知 孙涛 陈豫 秦晓静 赵厚琦 刘莉莉 葛俊洋 李浩然 高骥琪 伊韶静
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：2022.03.02
技术公布日：2022/5/17