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自愈塑料可在数分钟内修复1英寸的孔洞
来源:转载    发布日期:2014-05-23    已有2344人浏览


    生物组织不需要太担心受到微小碰撞。人体皮肤一旦受到损伤,血液会立即凝结并进行修复,最终变得几乎和新皮肤一样。科学家们多年来一直致力于开发具有类似自愈合性能的材料,但至今仅限于微观尺度。伊利诺伊大学的研究人员开发出的一种新型塑料,能修复各种尺寸的裂缝,甚至能在20分钟内填补直径达1.3英寸的孔洞。

    

关键之处在于,这个新自愈材料有它自己的循环系统(一个只有330μm宽的微小的通道),可以贮存两种不同的液体。当材料破损时,这些通道也会受损,导致两种液体通过裂缝混合在一起。通过化学反应,形成凝胶,就像血液凝结一样,达到修补漏洞的目的。液体可以透过膜而渗出,直到填满整个裂缝。几分钟后,凝胶变硬,成为塑料的一部分,从而达到自愈的效果。

    这种方法并不能恢复材料的原始强度,但是它能够让材料结合更加紧密。在经过足够的修复时间后,被修复区域的强度可以达到原材料的62%。但这已经足够保持物体完整,并让材料的大部分表面保持原来的样子。然而,环境条件可能会对自愈过程造成干扰。若材料的损伤区域过大,只有避免接触过多的湿气、灰尘以及风,修复过程才可能更加有效。

    研究团队根据裂纹尺寸,来调整化学反应速率。在液体漏出之前,需要快速填补大的孔洞,而为了使液体充满所有裂纹,小裂纹的凝固应相对缓慢。他们希望在未来几年,能设计出在使用过程中逐步修复轻微磨损从而保持材料强度的自愈系统。