神秘机制治愈高科技复合材料

时间:2017-07-12 05:43:13166网络整理admin

作者:Jason Palmer(图片来源:Mary Caruso)由于美国研究人员发现了一种新的粘合机制,自修复复合材料可以修复飞机,桥梁和风力涡轮机结构中的小裂缝,因此可以变得更具成本效益工程师对复合材料寄予厚望,可以修复结构中的小裂缝 “当你因疲劳而受到任何损害时,除了等待灾难性的失败之外,通常没有什么可以做的,”伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校的研究负责人杰弗里摩尔说自我修复复合材料应该改变这一点这些材料含有液体粘合剂胶囊,当它们出现时会泄漏并修复微小裂缝 (观看视频,了解这些材料如何修复直升机桨叶.Beckman Institute Imaging Technology Group的动画)然而,粘合剂通常需要进行某种后处理才能固化,例如用紫外线固化或加热到高温然而,工程师更喜欢的是一种在没有任何额外干预的情况下自我修复的材料 2001年,摩尔集团开发了这样一种材料,它依赖于两种不同化学物质的混合,这种化学物质就像一种双组分环氧树脂该材料包含两种类型的胶囊:一种含有称为二环戊二烯的环烃,另一种含有作为催化剂的钌溶剂,使环破裂并聚合任何裂缝都会导致化学品混合并凝固,将裂缝面粘合在一起但是钌很少见 “空中客车机身中有6万磅复合材料如果你使用催化剂方法,世界上大部分钌供应将在一个平面上飞来飞去,“摩尔告诉新科学家这使得它对大多数应用程序来说都不切实际,因此他的团队开始着手寻找替代方案为了改进方法,该集团改用镍基催化剂,但也必须更换溶剂第一步是在没有催化剂的情况下测量新溶剂令他们惊讶的是,它几乎同样有效摩尔说,溶剂可能会溶解复合材料,使其能够再次混合和粘合,尽管他承认确切的机制仍然是个谜该小组随后使用一种名为氯苯的化学物质测试了另一种溶剂在断裂和自愈后,含有氯苯的复合材料恢复到其原始强度的100% - 与新的一样好而且,虽然有毒,氯苯比钌便宜一百倍,而且更容易获得 “这是一个非常有趣的前进方向,”布里斯托大学自我修复材料研究员伊恩邦德说 “它确实改进了催化剂方法”然而,邦德警告说,氯苯的毒性很可能使这个想法在工业上不那么有吸引力与此同时,摩尔的团队正在测试一些毒性较小,可生物降解的溶剂,以完成同样的工作期刊参考文献:大分子(DOI: