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科学家开发出能自我修复的新材料

来源:新浪科技 作者: 责任编辑: 发表时间:2001-02-15 16:29 评论()
科学家

  本周三,美国伊利诺斯大学的科学家、材料和航空工程师斯科特.怀特(Scot White)说,他们开发出了一种复合材料,它具有像人体那样的“免疫系统”,当其受到损伤时,可以对自己进行修复。这种免疫系统其实是一些极小的微胶囊,当材料中形成裂痕时,微胶囊可以对其进行修复,并使材料恢复原来的强度。微胶囊可以用于微电子、生物药品、航空以及建筑和桥梁等一系列领域。

  对于人体,如果它受到创伤,将会在身体内部引发一系列的反应,以便将化学治疗药物送到伤口处并对其进行修复。怀特解释说,复合材料在受到损伤时会产生微小的裂痕,这些裂痕会打开含有治愈剂的微胶囊。治愈剂泄漏出来填补了裂痕,并发生化学反应,促使治愈剂固化从而将裂痕填充。微小的裂痕是材料结构性破坏的初始原因,一旦发生就应对其进行修复以使材料更加持久。这种技术可以将结构件的寿命增加两到三倍。在《自然》杂志上报道的测试结果表明,自我修复系统将受损材料的强度恢复到其原来的75%。填充微小的裂痕同样会减轻在周围环境作用下发生降解的危害,例如受潮膨胀和受腐蚀开裂等。

  这种微胶囊有望在三到五年内投放市场,虽然最初将被用于微电子业,但以后也可以应用于建筑物中,特别是在地震多发地区。如果在建筑物中的结构梁中使用这种修复系统,地震时可以防止结构坍塌,给了人们更多的逃生时间,特别是在还会有余震发生的情况下。

  自愈系统的最困难之处在于测定微胶囊治愈剂壳层的厚度。如果壳层太厚,当裂痕产生时,不会将壳层挤破;壳层太薄,则微胶囊在加工过程中就被破坏了。Delaware大学的理查德.沃尔(Richard Wool)在《自然》杂志的一篇评论中称,这种自愈材料真是一种天才的发明。自愈复合材料的概念与流行的材料设计的原理迥然不同,但对于提高产品的安全性和可靠性来说具有深远的影响。微胶囊对于卫星、火箭发动机、修复器官以及宇宙空间站和桥梁中的一些部件有着重要的用途。

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