什么是自愈材料(What Self-Healing Materials)？

自愈材料是能夠自動修復結構裂縫或其他損傷的物質，這種能力可以大大延長產品的使用壽命，在某些情況下有助于保護人們免受傷害。許多自我修復產品的靈感來源于允許生命體愈合的生物過程。通過觀察微觀水平上的自然愈合活...

自愈材料是能夠自動修復結構裂縫或其他損傷的物質，這種能力可以大大延長產品的使用壽命，在某些情況下有助于保護人們免受傷害。許多自我修復產品的靈感來源于允許生命體愈合的生物過程。通過觀察微觀水平上的自然愈合活動，科學家們已經開發出多種方法在人造物質中復制這種有益的能力。有幾種不同類型的自愈產品，并且可以使用多種方法來制造這些材料。不管是什么結構，自我修復的物體都被設計成無需人工干預就能發揮作用科學家用燒杯進行自我修復，其中一種產品被稱為微膠囊系統。這些自愈材料專門設計用于修復聚合物中出現的微小裂縫。這種損傷，有時稱為"微裂紋，"可能是由機械磨損或熱應力引起的。微膠囊材料含有一種化學藥劑，這種藥劑是用來重建和加強聚合物結構的。一層環氧樹脂在微小的凹槽內含有這些增強化學物質，當結構損傷導致小膠囊破裂時，這種藥物開始擴散。微血管系統是另一種自愈材料。就像微膠囊溶液，這種材料使用的是一種愈合劑，在需要時一直保持在容器內。然而，這些有用的化學物質不是均勻地分布在一個微小的膠囊里，而是被放置在人造的"靜脈"或使材料蜂窩的通道中。這種靜脈狀的結構允許化學物質連續地被泵入裂縫中區域，這有助于防止持續的損害第三種可以用來制造自愈材料的方法是使用機械化學活性聚合物。這種方法類似于人體骨骼在斷裂后開始自我修復的方式，聚合物中含有稱為"機械力體"的分子簇，這些簇合物很容易與其他類似的分子相連接。當聚合物受到應力沖擊時，嵌入的機械力體形成一個結構連接，就像兩片Velcro?緊固件被壓在一起一樣。自愈材料有很多實際應用。科學家們已經對航天器表面進行了實驗，自動密封流星體撞擊或空間碎片造成的危險破裂。飛機也可以從這些物質中受益，這些材料還可用于合成橡膠類產品，以防止磨損，提高胎面壽命。

發表于 2020-09-18 05:39
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分類：科學教育

什么是自愈材料(What Self-Healing Materials)？

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