自癒合材料

科學家們研製出一種新型材料，它將識別損害的出現，並立即進行自我修復。這種自癒合能力將大大延長太空船的使用壽命。

基本介紹

• 中文名：自癒合材料
• 類型：新型材料
• 功能：自我修復
• 結構：複合材料，修補劑，催化劑

簡介

對太空船船體的損害通常從細小的表面裂縫開始，這些細縫人眼是無法發現的。這些微小的裂縫還會出現在材料表面的下方，這些地方比較隱蔽，根本無法看到。這些裂縫形成後會不斷擴大，這勢必削弱材料的承受能力，直到最後斷裂。為了防止這些細縫擴大，科學家們研製出一種新型材料，它將識別損害的出現，並立即進行自我修復。這種自癒合能力將大大延長太空船的使用壽命。

自癒合材料

分類

這種新型自癒合材料包括三個部分：

1、複合材料 ——大部分材料都是環氧聚合物複合材料，聚合物複合材料屬於高級材料，由碳、玻璃或凱爾拉夫纖維及樹脂製成，如環氧酯、乙烯基酯或氨甲酸乙酯。

2、 用微囊密封的修補劑——這是在修復複合材料上形成的微裂縫時使用的一種粘合劑。修補劑是一種稱為雙環戊二烯或 DCPD的液體。這種液體用膠囊包裹著，裡面裝有小水泡，可以擴散到複合材料的各個地方。每立方厘米可容納6 到12顆膠囊。

3、催化劑——為了發生聚合反應，修補劑必須與催化劑接觸。催化劑有一種專利產品，名為格拉布催化劑(Grubbs' catalyst)，可用於這種自癒合材料。催化劑與修補劑在用來彌合裂縫之前必須分離開來，這一點很重要。

當複合材料上形成微裂縫時，它會在材料表面擴散開來。因此，這條裂縫會使微膠囊破裂，從而釋放出修補劑。修補劑將順著裂縫流淌，這樣就不可避免地會碰到格拉布催化劑，從而開始聚合反應過程。這個過程最終會將裂縫粘合起來，經過測試，自癒合的複合材料能夠恢復其原始強度的75%。

這種自癒合材料的套用並不僅局限於太空船。每年在工程、防禦項目、海洋石油勘探、電子和生物醫學方面就要消耗近2,000萬噸的複合材料。我們將在許多日用品中看到這種自癒合材料的身影，其中包括聚合物複合材料電路板、人造關節、橋樑支座及網球拍。