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新材料能自己修復(fù)“傷口”(圖)
2007-7-17       中國(guó)聚合物網(wǎng)
    

左圖:黑十字區(qū)顯示了微型凹槽中的修復(fù)液;右圖:光學(xué)鏡頭拍攝的修復(fù)液

當(dāng)你放眼望去,物體暴露在外的表面破損比比皆是,龜裂的柏油路面,建筑物外表的裂縫,以及你家里開裂剝落的油漆皮……簡(jiǎn)直數(shù)不勝數(shù)。

    但是你有沒有想過,如果世界上有一種能夠自我修復(fù)破損的材料該有多好。那么,你的夢(mèng)想已經(jīng)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)了。一種新型的可以用于自我修復(fù)的材料已經(jīng)面世。

    其實(shí)我們經(jīng)?梢砸姷骄哂凶晕倚迯(fù)能力的事物,比如人類的皮膚。當(dāng)你不幸遇到割傷或者抓傷的時(shí)候,生長(zhǎng)在真皮層的細(xì)胞將分裂出新的上皮細(xì)胞來修復(fù)傷口。

    來自美國(guó)伊利諾伊大學(xué)的研究小組通過使用新技術(shù),已經(jīng)研制出了一種復(fù)合物基底的“自我修復(fù)”系統(tǒng),其聚合物內(nèi)層具有一系列彼此相聯(lián)的微型凹槽,這些凹槽的直徑只有兩百微米,其間充滿了一種較低黏度的修復(fù)基質(zhì)液,就好像人類的血管輸送著一些可以修復(fù)皮膚破損的物質(zhì)。

    當(dāng)這種材料表面發(fā)生斷裂時(shí),其中的“血小板”就會(huì)流出并發(fā)揮作用,整個(gè)過程還需要使用一種特殊的催化劑。當(dāng)外部材料持續(xù)破損時(shí),內(nèi)層凹槽就會(huì)發(fā)揮作用,把修復(fù)液傳導(dǎo)到裂口。

    修復(fù)液在催化劑的作用下會(huì)形成聚合物膜,在極短的時(shí)間內(nèi)有效地黏結(jié)破損,所有修復(fù)和進(jìn)一步檢測(cè)持續(xù)破損的任務(wù)都是這種材料自動(dòng)完成的。

    自我修復(fù)材料的設(shè)想是源于一個(gè)稱為“自動(dòng)化材料系統(tǒng)”的大型設(shè)計(jì)項(xiàng)目,其本意只在設(shè)計(jì)和制造能夠不需要人類監(jiān)控的可以自行適應(yīng)環(huán)境變化和檢測(cè)并修復(fù)破損的新型材料。這種材料的應(yīng)用十分廣泛,不僅在地球上適用,在宇宙空間領(lǐng)域一樣潛力巨大。

    本周,亞特蘭蒂斯航天飛機(jī)必須在從地球軌道上返回之前修復(fù)一塊受損的防熱板,航天飛機(jī)的其他防熱瓦也需要得到細(xì)致的監(jiān)測(cè),而如果航天飛機(jī)能夠擁有可以自動(dòng)“愈合”的“皮膚”,那么自我修復(fù)材料真的可以幫宇航員的大忙了。因此,科學(xué)家研究自我修復(fù)材料的腳步已經(jīng)越來越快。

(責(zé)任編輯:曉靖)
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