2025年高考美科學(xué)家研制成功“自愈”材料
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )整理 2024-11-18 17:13:18
美國伊利諾伊大學(xué)航空工程學(xué)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(chēng)“自愈”能力的新材料，可望解決復合材料出現細微裂紋、在航空航天應用場(chǎng)合構成安全隱患的問(wèn)題。
復合材料由玻璃纖維、碳或其它材料與樹(shù)脂混合而成，現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(chǎng)合。復合材料所遭受的損傷往往從細徽的裂紋開(kāi)始，隨著(zhù)裂紋的逐漸擴大而強度減弱、直至斷裂。
這是一個(gè)技術(shù)難題，但科學(xué)家卻采用了一種看似簡(jiǎn)單的方法：在復合材料中添加一種內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(shí)驗階段的一種新型玻璃纖維復合材料上。
當材料表面出現細微裂紋時(shí)，這些膠囊就會(huì )破裂，沿著(zhù)裂紋的走向釋放出膠水，彌合這些裂紋。48個(gè)小時(shí)后，在出現裂紋的受損部位，材料強度可以恢復到原先的75％。
但參與這項研究的科學(xué)家們同時(shí)發(fā)現，在高溫環(huán)境下，膠水的定型固化作用會(huì )受到阻礙，“自愈”過(guò)程會(huì )由于消耗的時(shí)間過(guò)于漫長(cháng)而無(wú)法適用于許多應用場(chǎng)合。部分因為這一原因，科學(xué)家表示，這種新型復合材料投入商業(yè)生產(chǎn)和應用的時(shí)機目前尚不成熟。
不過(guò)，懷特透露說(shuō)，“自愈”材料投入實(shí)際應用的首選目標是宇宙飛船、人造關(guān)節和橋梁支架之類(lèi)制作材料一旦出現問(wèn)題維修人員難以或根本無(wú)法接近的場(chǎng)合。此外，科學(xué)家正在探索中的另一個(gè)應用場(chǎng)合是計算機印刷電路板，以解決這類(lèi)通常是由多層板基材料壓制在一起的電路板在生產(chǎn)過(guò)程中因為出現細微裂紋而只能報廢的問(wèn)題。
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