美開發可自愈強化纖維材料

　　美國伊利諾斯大學的一個研究小組日前開發出一種新型自愈系統。該系統就像生物組織中的脈管網絡，在其中充滿了化學愈合液，能幫助強化纖維材料實現反復自動愈合。該自愈系統在解決材料長期使用風險、延長材料壽命和提高可靠性方面極具前景。

　　該自愈系統是一種三維脈管網絡。研究人員用環保的高分子聚合物做“線”，對強化纖維材料進行“縫紉加工”，縫制出特殊紋理的三維花紋，就像生物組織中的脈管系統。而這種縫紉線是臨時性的，加工完成后通過加熱使其蒸發，只留下中空的脈管網絡。脈管由兩套隔離的脈管系統組成，分別充入不同的愈合劑，一種是環氧樹脂，另一種是硬化劑。

　　“發生斷裂時，本來隔離的微管道系統斷裂，里面的愈合劑就流出來進入纖維材料，如同血管破裂，兩種愈合劑在斷裂位置互相接觸，會形成高分子聚合物，就像一種結構性膠，把損傷區域連接在一起。我們進行了多次循環測試，基本上所有的斷裂都能100%成功愈合。”論文第一作者詹森·帕德里克說，“這種自愈方法的優點在于，我們不必再去探測材料結構，查找哪兒有了損傷，并且人工去修復它。

　　玻璃纖維及其他強化復合纖維材料輕質堅固，但由于它們是層狀結構，可能會出現層間分離，一旦發生了內部損傷很難檢測，也無法用傳統方法來修復。這是限制復合材料更廣泛應用的重要原因之一。