美国开发可自愈强化纤维材料

美国伊利诺斯大学的一个研究小组日前开发出一种新型自愈系统。该系统就像生物组织中的脉管网络，在其中充满了化学愈合液，能帮助强化纤维材料实现反复自动愈合。该自愈系统在解决材料长期使用风险、延长材料寿命和提高可靠性方面极具前景。

该自愈系统是一种三维脉管网络。研究人员用环保的高分子聚合物做“线”，对强化纤维材料进行“缝纫加工”，缝制出特殊纹理的三维花纹，就像生物组织中的脉管系统。而这种缝纫线是临时性的，加工完成后通过加热使其蒸发，只留下中空的脉管网络。脉管由两套隔离的脉管系统组成，分别充入不同的愈合剂，一种是环氧树脂，另一种是硬化剂。

“发生断裂时，本来隔离的微管道系统断裂，里面的愈合剂就流出来进入纤维材料，如同血管破裂，两种愈合剂在断裂位置互相接触，会形成高分子聚合物，就像一种结构性胶，把损伤区域连接在一起。我们进行了多次循环测试，基本上所有的断裂都能100%成功愈合。”论文第一作者詹森·帕德里克说，“这种自愈方法的优点在于，我们不必再去探测材料结构，查找哪儿有了损伤，并且人工去修复它。

玻璃纤维及其他强化复合纤维材料轻质坚固，但由于它们是层状结构，可能会出现层间分离，一旦发生了内部损伤很难检测，也无法用传统方法来修复。这是限制复合材料更广泛应用的重要原因之一。