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科技前沿

中英团队研发零下60°C可自愈复合材料 深海太空不再是修复的禁区
来源:中国国际复材展组委会编译  2016-09-22 16:02:49
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=3698  美国Compositesworld杂志9月21日称,英国伯明翰大学和中国哈尔滨工业大学的研究团队日前声称,已开发出复合材料在摄氏零度以下自愈的技术,所涉论文已经发表在英国皇家协会权威期刊Royal Society Open Science上。论文中写道,团队能够控制这种复合材料在零下60摄氏度条件下,完成自我修复。

  研究团队表示,这种技术特别适用于严苛的自然环境下,包括海上风机的修复、飞机飞行过程中的修复,甚至是卫星在太空环境下的自我修复。

  在特定条件下,复合材料能够展现出色的自愈能力,这一点长久以来已人所共知。但如此低温条件下还能保有这种能力,在世界范围内尚属首次。

  自然界中,很多动物通过保持体温恒定来保证体内生物酶的活跃。与之类似,此次研发的这种复合材料,其内核温度也是恒定的。研究团队表示,该复合材料在微观结构上呈现出三维中空管道的形态,使得扮演愈合作用的化学药剂可以自由在管道中流动。同时,复合材料内部还埋入了多孔可渗透的介质,为结构内部提供热量,融解冰冻。

  伯明翰大学博士研究生Yongjing Wang解释说:“三维中空管道和多孔可渗透介质二者缺一不可。没有后者,扮演自愈角色的化学剂在零下60摄氏度低温下会冻结,无法触发反应。二没有前者,化学药剂无法顺利抵达受损处,完成愈合。”

  根据研究团队的实验结果,零下60摄氏度条件下,玻纤复合材料的自愈率达到100%。该技术亦可运用到其他种类的复合材料上去。

  经过愈合的纤维增强复合材料,其层间性能(也就是层与层之间的结合作用)将得到提升,从而降低旧伤复发的几率。

  Yongjing Wang补充说:“纤维复合材料之所以受到欢迎,是因为其轻质高强的性能满足了航空航天业的需求。但是其内部一旦出现细微的损伤,就可能带来灾难性的后果。这些细微的损伤不仅难以察觉,而且不易从外部实施修复,因为只能考虑内部自愈的方式。”


文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=3698