2025年高考美科學家研制成功“自愈”材料
來源：網(wǎng)絡整理 2024-11-18 17:13:18
美國伊利諾伊大學航空工程學教授斯科特·懷特研制成功了迄今為止第一種具備自我修復、或稱“自愈”能力的新材料，可望解決復合材料出現(xiàn)細微裂紋、在航空航天應用場合構成安全隱患的問題。
復合材料由玻璃纖維、碳或其它材料與樹脂混合而成，現(xiàn)在已被廣泛應用于從網(wǎng)球拍到飛機和宇宙飛船等各種場合。復合材料所遭受的損傷往往從細徽的裂紋開始，隨著裂紋的逐漸擴大而強度減弱、直至斷裂。
這是一個技術難題，但科學家卻采用了一種看似簡單的方法：在復合材料中添加一種內(nèi)部含有膠水的細水膠囊。膠囊的厚度只相當于一根人的頭發(fā)絲的粗細，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合材料上。
當材料表面出現(xiàn)細微裂紋時，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，材料強度可以恢復到原先的75％。
但參與這項研究的科學家們同時發(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用場合。部分因為這一原因，科學家表示，這種新型復合材料投入商業(yè)生產(chǎn)和應用的時機目前尚不成熟。
不過，懷特透露說，“自愈”材料投入實際應用的首選目標是宇宙飛船、人造關節(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，科學家正在探索中的另一個應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)細微裂紋而只能報廢的問題。
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