Огляд та перспективи застосування брегівських оптичних сенсорів для оцінювання механічних властивостей нанокомпозитів в біоінженерії - Віштак, І.В.; Кононов, О.Ю. (Оптико-електроннi iнформацiйно-енергетичнi технологiї, 2026)
Оцінювання механічних властивостей нанокомпозитних матеріалів є важливою науково-технічною задачею у зв’язку з їх широким впровадженням у біомедичній інженерії, енергетиці, авіакосмічній та автомобільній галузях. Забезпечення достовірного контролю деформацій, напружень, модуля пружності та процесів пошкодження на мікро- і нанорівнях потребує застосування високочутливих методів неруйнівного моніторингу, сумісних з матеріальною структурою об’єкта. У статті виконано систематичний огляд сучасних досліджень, присвячених застосуванню брегґівських оптичних сенсорів (Fiber Bragg Gratings, FBG) для оцінювання механічних властивостей нанокомпозитів. Розглянуто фізичні принципи роботи FBG, механізми передавання деформації від нанокомпозитної матриці до оптичного волокна, а також методи інтеграції сенсорів у композиційні матеріали. Особливу увагу приділено порівняльному аналізу FBG, реалізованих у скляних та полімерних оптичних волокнах, з акцентом на механічну сумісність, чутливість та стабільність вимірювань. Проаналізовано можливості використання FBG для визначення деформацій, напружень, модуля Юнга, коефіцієнта Пуассона, а також для моніторингу ініціації та розвитку пошкоджень у нанокомпозитах. Показано, що брегґівські оптичні сенсори мають суттєві переваги порівняно з традиційними тензометричними методами, зокрема електромагнітну нечутливість, можливість мультиплексування та довготривалу метрологічну стабільність. Окремо розглянуто перспективи застосування FBG у медицині та біоінженерії, включно з in situ та in vivo моніторингом механічних властивостей біосумісних і біорозкладних нанокомпозитів. Визначено ключові напрями подальших досліджень, пов’язані з розвитком полімерних і функціоналізованих FBG, інтеграцією з методами розподіленого сенсорства та використанням цифрових двійників матеріалів.