可自愈的强化纤维提高材料可靠性
玻璃纤维及其他强化复合纤维材料轻质坚固,广泛用于航空、汽车、航海、城市建筑和运动器材中。但由于它们是层状结构,可能会出现层间分离,一旦发生了内部损伤很难检测,也无法用传统方法来修复,这是限制复合材料更广泛应用的重要原因之一。
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据物理学家组织网报道,美国伊利诺斯大学厄本那—香槟分校的贝克曼研究所自治材料系统(AMS)研究小组开发出一种新型自愈系统,像生物组织中的脉管网络,在其中充满化学愈合液,能帮助强化纤维材料实现反复自动愈合。在解决长期风险问题、延长材料寿命和提高可靠性方面,这种自愈系统很有前景。
该自愈系统是一种三维脉管网络。研究人员用环保的高分子碳纤维复合毡聚合物做“线”,对强化纤维材料进行“缝纫加工”,缝制出特殊纹理的三维花纹,就像生物组织中的脉管系统。而这种缝纫线是临时性的,加工完成后通过加热使其蒸发,只留下中空的脉管网络。脉管由两套隔离的脉管系统组成,分别充入不同的愈合剂,一种是环氧树脂,另一种是硬化剂。
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