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英国化学家发明自愈型化合物,飞机有望拥有自我修复机翼
王强 2016-08-29
导语

机翼上极其微小的裂缝也是不可忽视的。近日英国化学家发明了一种自愈型化合物,它可使机翼以类似人类皮肤的方式进行自我修复。化学家通过在碳纤维上添加微球制得了该化合物,作用过程中愈合剂会流过裂缝,而催化剂则会加速封闭裂缝。

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材料牛注:飞机作为现代社会一种常用交通工具,每天搭载着无数人在空中运行,其安全性显得至关重要。对于飞机的运行环境来说,就算是机翼上极其微小的裂缝也是不可忽视的,这些微小裂缝可能会导致价值数百万英镑的飞机被搁浅,也可能导致运行中的飞机发生严重的灾难。近日,新的研究发现了一种自愈型物质有望应用于飞机上,从而解决这些问题!

英国化学家对这种问题提出了解决方案——一种自愈型化合物,它可使机翼以类似人类皮肤的方式进行自我修复。化学家通过在碳纤维上添加微球制得了该化合物,作用过程中愈合剂会流过裂缝,而催化剂则会加速封闭裂缝。这一技术有望应用于生产自愈型手机屏幕和自愈型指甲油。

这项在布里斯托大学进行的研究据说是开始于防止机翼裂缝的一次粗略估算。他们的解决方案中涉及在碳纤维中加入极小的中空微球。

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冲击造成的裂缝会使一种液体愈合剂释放,并渗入裂缝中。然后愈合剂与催化剂相接触而引发快速的化学反应,使得愈合剂硬化。

测试表明,愈合后的材料和受损之前的材料一样坚固。完全硬化需要数小时甚至一天,且高温下硬化速度更快。

催化学教授兼首席研究员Duncan Wass解释道:“我们的灵感源自于人体。我们尚未完善至可以抵御任何伤害,如果我们可以做到抵御任何伤害,那我们的皮肤将和犀牛的一样厚。如果我们受伤了,伤口则会流血,然后结疤,最后自己愈合。我们只是使合成材料拥有了与此相同的功能,从而让我们有一种可以自愈的材料。”

研究团队已在这项技术上钻研了3年,并计划“在不久的将来”将其推向市场。欧莱雅公司已经对此成果表现出兴趣。

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Wass教授补充道:“我们无疑将进入这样一个阶段,即今后5到10年里,市面上将会涌现拥有自愈屏的手机等类似产品。”这一研究成果在英国皇家学会的“催化改进协会”大会上首次得到展示。

自愈技术首次出现于2001年,当时美国伊利诺伊大学的研究人员研制了一种可自修复的塑料。目前,研究人员正在研究自愈型混凝土。伊利诺伊大学的研究团队在2014年研制出了一种可修复直径达3cm孔洞的聚合物。

除了可以挽救生命,自愈技术还可以大幅降低航空公司安检工作的成本。此外,荷兰代尔夫特理工大学的研究人员将一种常出现于活火山附近的细菌与乳酸钙一同混入混凝土中。当混凝土出现裂缝时,水便会进入裂缝中,从而 “唤醒”这种细菌。该细菌一旦活跃起来,便会“吞食”乳酸钙并分泌使裂缝闭合的石灰石。

文章链接:

P A Bolimowski, D F Wass and I P Bond, et al, "Assessment of microcapsule—catalyst particles healing system in high performance fibre reinforced polymer composite,"Smart Materials and StructuresVolume 25Number 8, 2016

(本文来源:材料牛;)

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文章评论(1)
柏宝红[北京航空航天大学]

这飞机都有生命了,技术进步太快

614天前 | 回复
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作者 王强

硕士研究生

西北工业大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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