攝氏零度以下自愈的復(fù)合材料被開發(fā)

寂靜天花板

英國伯明翰大學(xué)和中國哈爾濱工業(yè)大學(xué)為主的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新方法,，它可以使飛機和衛(wèi)星上的常用材料,，在溫度低于冰點時,，裂縫自然愈合,。這篇論文發(fā)表在英國皇家學(xué)會的Open Science上,，其首次表明,，自愈合材料可以被控制并在非常低的溫度下使用（-60°C）,。
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1 {4 y! i8 }! V! h9 Q: ]! H自愈合材料的應(yīng)用
該小組由伯明翰（英國）大學(xué)和哈爾濱工業(yè)大學(xué)（中國）牽頭,，表明這種材料可以被應(yīng)用于纖維增強材料。它可應(yīng)用于材料維修或更換很難的情況下——如海上風(fēng)力渦輪機,，甚至“不可能的”的情況下——如飛行中的飛機和衛(wèi)星,。
在需要維修時，自愈復(fù)合材料能夠自動恢復(fù)它們的性能,。在有利條件下,，復(fù)合材料已經(jīng)展現(xiàn)了令人印象深刻的愈合效率。確實,，以前的研究努力已達到愈合效率100％以上的程度,，表明愈合材料的功能或性能可以優(yōu)于損壞前。
5 h% B# J7 V" l, C# g$ v; n! C4 X然而,，直到此論文發(fā)表,，在不利條件下的愈合都被認(rèn)為是不足的，例如在非常低的溫度下,。這種新結(jié)構(gòu)復(fù)合材料保持其核心溫度,，就像自然界的一些動物靠保持恒定的體溫以保持酶的活性。以遞送和釋放愈合劑為目的的三維中空容器與提供內(nèi)部加熱和解凍的多孔導(dǎo)電元件一起,，被嵌入在復(fù)合材料中,。
* u% }& }% d, J! b& E1 m! q自愈合材料性能測試
- G) w4 Q' B/ d伯明翰大學(xué)的博士生Yongjing Wang，解釋說,，“這兩個部分都是必不可少的,。如果沒有加熱元件，液體將在-60℃冷凍而且化學(xué)反應(yīng)不能被觸發(fā),。如果沒有中空容器,，愈合液體不能自動輸送到裂縫�,！辈ＡЮw維增強的層壓制品在-60℃的溫度下能達到超過100％的愈合效率,，這項技術(shù)可以應(yīng)用在大多數(shù)自修復(fù)復(fù)合材料上,。
測試使用銅泡沫片或碳納米管作為導(dǎo)電層。后者能夠更有效地自我修復(fù),，其斷裂能量的平均回收率達107.7%,，峰值負(fù)載達96.22%�,？捎�合的纖維增強復(fù)合材料,，或基體材料，因此將有更高的層間性質(zhì) ——即層之間的結(jié)合能力,。這些特性越高,，裂縫將來就越不可能發(fā)生。
王先生補充道,，“纖維增強復(fù)合材料很受歡迎是因為他們適合飛機或衛(wèi)星,，既堅固又輕巧。但內(nèi)部微裂紋的風(fēng)險可能導(dǎo)致災(zāi)難性的失敗,。這些裂縫不僅難以檢測,而且難以修復(fù),，因此，需要材料的自我修復(fù)能力,�,！�
該集團將尋找通過對加熱元件峰值負(fù)載使用更先進的加熱層，來消除負(fù)面影響,。然而,，他們的最終目標(biāo)是為復(fù)合材料開發(fā)更多新的愈合機制，以期在任何條件下,，無論故障大小,，都可以有效地修復(fù)。
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付新

在2011年上海涂料展上,，日本也有個產(chǎn)品有自動修復(fù)功能