什么是自愈材料(What Self-Healing Materials)？

自愈材料是能够自动修复结构裂缝或其他损伤的物质，这种能力可以大大延长产品的使用寿命，在某些情况下有助于保护人们免受伤害。许多自我修复产品的灵感来源于允许生命体愈合的生物过程。通过观察微观水平上的自然愈合活...

自愈材料是能够自动修复结构裂缝或其他损伤的物质，这种能力可以大大延长产品的使用寿命，在某些情况下有助于保护人们免受伤害。许多自我修复产品的灵感来源于允许生命体愈合的生物过程。通过观察微观水平上的自然愈合活动，科学家们已经开发出多种方法在人造物质中复制这种有益的能力。有几种不同类型的自愈产品，并且可以使用多种方法来制造这些材料。不管是什么结构，自我修复的物体都被设计成无需人工干预就能发挥作用科学家用烧杯进行自我修复，其中一种产品被称为微胶囊系统。这些自愈材料专门设计用于修复聚合物中出现的微小裂缝。这种损伤，有时称为"微裂纹，"可能是由机械磨损或热应力引起的。微胶囊材料含有一种化学药剂，这种药剂是用来重建和加强聚合物结构的。一层环氧树脂在微小的凹槽内含有这些增强化学物质，当结构损伤导致小胶囊破裂时，这种药物开始扩散。微血管系统是另一种自愈材料。就像微胶囊溶液，这种材料使用的是一种愈合剂，在需要时一直保持在容器内。然而，这些有用的化学物质不是均匀地分布在一个微小的胶囊里，而是被放置在人造的"静脉"或使材料蜂窝的通道中。这种静脉状的结构允许化学物质连续地被泵入裂缝中区域，这有助于防止持续的损害第三种可以用来制造自愈材料的方法是使用机械化学活性聚合物。这种方法类似于人体骨骼在断裂后开始自我修复的方式，聚合物中含有称为"机械力体"的分子簇，这些簇合物很容易与其他类似的分子相连接。当聚合物受到应力冲击时，嵌入的机械力体形成一个结构连接，就像两片Velcro®紧固件被压在一起一样。自愈材料有很多实际应用。科学家们已经对航天器表面进行了实验，自动密封流星体撞击或空间碎片造成的危险破裂。飞机也可以从这些物质中受益，这些材料还可用于合成橡胶类产品，以防止磨损，提高胎面寿命。

发表于 2020-09-18 05:39
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分类：科学教育

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