負責此項研究的英國布里斯托爾大學的材料科學家邦德表示,他們能幫助飛機實現自我修復,其關鍵技術是在中空玻璃纖維中裝有環氧樹脂和硬化劑。這種中空玻璃纖維導管可以內置于飛機的各個部位,包括機身、機翼和機尾,當出現任何破裂時,中空導管破裂,導管里的材料就會流入到損壞處,修補任何裂口。此修復材料能恢復80%—90%的原有強度,足以讓飛機達到良好性能。這項創新不僅能幫助制造出更加安全的飛機,還有助于生產更加輕型的飛機,以節省燃料和降低成本,同時還能減少導致全球變暖的溫室氣體的排放。
——終極目標——
實現像人體一樣的自修復功能
“這些智能材料的修復原理基本類似。”楊繼萍介紹,理想的情況下,材料的“自愈”過程和人體免疫系統的反應過程相似。即當人體某處受到損傷時,免疫系統立刻啟動,血液循環及時將體內的治療藥物送到傷口并對其進行治療。在智能材料的“自愈”過程中,充斥在微膠囊里的修復劑與血液循環的功能相當。一旦有空洞或裂縫出現,修復劑就會流出來,封住破裂處。
目前劃痕自愈材料仍處于試驗室研究階段,預計5年內可以規模化生產、投入市場銷售。飛機自愈材料的研究人員認為,這項技術會在4年內投入商業使用。而在德國的時尚跑車上,擁有“自愈”功能的新型輪胎已有商用示范。
楊繼萍解釋,目前開發的自修復材料種類很多,如上述光誘導修復、微膠囊型、中空纖維型等,由于修復劑類型不同,會造成修復成本、工藝流程的不同,何時投入商用利用不能一概而論。目前對大部分智能材料應用前景的描繪多停留在實驗室階段。
“仿生是修復材料的最高目標。”她認為,理想的智能材料是能像人一樣聰明,甚至比人還聰明。目前智能材料最需解決的是如何提高其自愈合性能。“如果能夠通過修復達到原產品80%以上的性能,價格成本在人們可以接受的范圍內,修復材料將存在廣闊前景。”
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