攝氏零度以下自愈的復合材料被開發

寂靜天花板

英國伯明翰大學和中國哈爾濱工業大學為主的研究人員發現了一種新方法，它可以使飛機和衛星上的常用材料，在溫度低于冰點時，裂縫自然愈合。這篇論文發表在英國皇家學會的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）。

自愈合材料的應用
2 {7 `, D$ v7 f2 p4 G% Y該小組由伯明翰（英國）大學和哈爾濱工業大學（中國）牽頭，表明這種材料可以被應用于纖維增強材料。它可應用于材料維修或更換很難的情況下——如海上風力渦輪機，甚至“不可能的”的情況下——如飛行中的飛機和衛星。
- R0 }# e* a$ C, O1 ~$ b4 C在需要維修時，自愈復合材料能夠自動恢復它們的性能。在有利條件下，復合材料已經展現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于損壞前。
0 D, y; M1 l0 W; e4 @% X$ R; W" k  I然而，直到此論文發表，在不利條件下的愈合都被認為是不足的，例如在非常低的溫度下。這種新結構復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部加熱和解凍的多孔導電元件一起，被嵌入在復合材料中。
( T( H7 w6 y# c  O9 v自愈合材料性能測試
5 V; R& k8 m7 l伯明翰大學的博士生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℃冷凍而且化學反應不能被觸發。如果沒有中空容器，愈合液體不能自動輸送到裂縫。”玻璃纖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，這項技術可以應用在大多數自修復復合材料上。
測試使用銅泡沫片或碳納米管作為導電層。后者能夠更有效地自我修復，其斷裂能量的平均回收率達107.7%，峰值負載達96.22%。可愈合的纖維增強復合材料，或基體材料，因此將有更高的層間性質 ——即層之間的結合能力。這些特性越高，裂縫將來就越不可能發生。
- J- C4 `* \" Z- ^, e王先生補充道，“纖維增強復合材料很受歡迎是因為他們適合飛機或衛星，既堅固又輕巧。但內部微裂紋的風險可能導致災難性的失敗。這些裂縫不僅難以檢測,而且難以修復，因此，需要材料的自我修復能力。”
* |% b( L  V% g- \9 R% i該集團將尋找通過對加熱元件峰值負載使用更先進的加熱層，來消除負面影響。然而，他們的最終目標是為復合材料開發更多新的愈合機制，以期在任何條件下，無論故障大小，都可以有效地修復。

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付新

在2011年上海涂料展上，日本也有個產品有自動修復功能