2025年高考美科學(xué)家研制成功“自愈”材料
來源：網(wǎng)絡(luò)整理 2024-11-18 17:13:18
美國伊利諾伊大學(xué)航空工程學(xué)教授斯科特·懷特研制成功了迄今為止第一種具備自我修復(fù)、或稱“自愈”能力的新材料，可望解決復(fù)合材料出現(xiàn)細(xì)微裂紋、在航空航天應(yīng)用場合構(gòu)成安全隱患的問題。
復(fù)合材料由玻璃纖維、碳或其它材料與樹脂混合而成，現(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用于從網(wǎng)球拍到飛機和宇宙飛船等各種場合。復(fù)合材料所遭受的損傷往往從細(xì)徽的裂紋開始，隨著裂紋的逐漸擴大而強度減弱、直至斷裂。
這是一個技術(shù)難題，但科學(xué)家卻采用了一種看似簡單的方法：在復(fù)合材料中添加一種內(nèi)部含有膠水的細(xì)水膠囊。膠囊的厚度只相當(dāng)于一根人的頭發(fā)絲的粗細(xì)，而添加方式則是把膠囊噴灑到目前仍然處于實驗階段的一種新型玻璃纖維復(fù)合材料上。
當(dāng)材料表面出現(xiàn)細(xì)微裂紋時，這些膠囊就會破裂，沿著裂紋的走向釋放出膠水，彌合這些裂紋。48個小時后，在出現(xiàn)裂紋的受損部位，材料強度可以恢復(fù)到原先的75％。
但參與這項研究的科學(xué)家們同時發(fā)現(xiàn)，在高溫環(huán)境下，膠水的定型固化作用會受到阻礙，“自愈”過程會由于消耗的時間過于漫長而無法適用于許多應(yīng)用場合。部分因為這一原因，科學(xué)家表示，這種新型復(fù)合材料投入商業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用的時機目前尚不成熟。
不過，懷特透露說，“自愈”材料投入實際應(yīng)用的首選目標(biāo)是宇宙飛船、人造關(guān)節(jié)和橋梁支架之類制作材料一旦出現(xiàn)問題維修人員難以或根本無法接近的場合。此外，科學(xué)家正在探索中的另一個應(yīng)用場合是計算機印刷電路板，以解決這類通常是由多層板基材料壓制在一起的電路板在生產(chǎn)過程中因為出現(xiàn)細(xì)微裂紋而只能報廢的問題。
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