负责此项研究的英国布里斯托尔大学的材料科学家邦德表示,他们能帮助飞机实现自我修复,其关键技术是在中空玻璃纤维中装有环氧树脂和硬化剂。这种中空玻璃纤维导管可以内置于飞机的各个部位,包括机身、机翼和机尾,当出现任何破裂时,中空导管破裂,导管里的材料就会流入到损坏处,修补任何裂口。此修复材料能恢复80%—90%的原有强度,足以让飞机达到良好性能。这项创新不仅能帮助制造出更加安全的飞机,还有助于生产更加轻型的飞机,以节省燃料和降低成本,同时还能减少导致全球变暖的温室气体的排放。
——终极目标——
实现像人体一样的自修复功能
“这些智能材料的修复原理基本类似。”杨继萍介绍,理想的情况下,材料的“自愈”过程和人体免疫系统的反应过程相似。即当人体某处受到损伤时,免疫系统立刻启动,血液循环及时将体内的治疗药物送到伤口并对其进行治疗。在智能材料的“自愈”过程中,充斥在微胶囊里的修复剂与血液循环的功能相当。一旦有空洞或裂缝出现,修复剂就会流出来,封住破裂处。
目前划痕自愈材料仍处于试验室研究阶段,预计5年内可以规模化生产、投入市场销售。飞机自愈材料的研究人员认为,这项技术会在4年内投入商业使用。而在德国的时尚跑车上,拥有“自愈”功能的新型轮胎已有商用示范。
杨继萍解释,目前开发的自修复材料种类很多,如上述光诱导修复、微胶囊型、中空纤维型等,由于修复剂类型不同,会造成修复成本、工艺流程的不同,何时投入商用利用不能一概而论。目前对大部分智能材料应用前景的描绘多停留在实验室阶段。
“仿生是修复材料的最高目标。”她认为,理想的智能材料是能像人一样聪明,甚至比人还聪明。目前智能材料最需解决的是如何提高其自愈合性能。“如果能够通过修复达到原产品80%以上的性能,价格成本在人们可以接受的范围内,修复材料将存在广阔前景。”
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