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美聰明自愈型智能塑料
2014-01-03 14:41:16   作者:   來源:   評論:0 點擊:

 

  讓形形色色的材料更聰明,使林林總總的產品更耐久,一直是科學家的夢想。

  目前,可根據溫度變化改變形狀的"形狀記憶塑料"已進入實驗階段,用它制成記憶彈簧安裝在門窗上,門窗就能隨光照強度和溫度變化自動開合,調節入室的自然光;安裝在淋浴噴頭上,就能自動調節出水溫度。還有一種內嵌式傳感器,將其編織在登山繩索里,一旦繩索磨損,強度下降,繩索的顏色就會自動示警。

  此外,科學家也在考慮能讓材料變聰明的其他有效方式。

  美國伊利諾斯大學的科學家受人體自愈功能的啟發,已在修補玻璃鋼和其它人工合成材料領域取得了可喜進展。他們發明了一種可使聚合物"自動痊愈"的新方法,具體思路是在聚合物里添加療傷用的可及時分泌的"淋巴液",以及激活這種修補液啟動修補過程所需的化學觸媒。

  人造聚合物已廣泛用于日常生活。汽車擋泥板、手機線路板,網球拍和撐竿跳的撐竿等,都是用增強纖維制作的。但是,疲勞和磨損使這類耐用品的壽命大打折扣。汽車每顛簸一下、沖浪板每磕碰一下、馬達每一次啟動,復合材料都會隨震動開始產生細小微裂縫。隨著時間推移,人工合成材料就會弱化到該修補或該丟棄的程度。長期以來,科學家一直試圖找到一種簡易方式修補人工合成材料,以使網球拍更結實、更耐用,沖浪板更容易修補,聚合物汽車車身更堅固、更漂亮。現在,他們找到了。也許要不了多久,這種全新的汽車就會一輛輛開下汽車組裝線。

  以往的修補方式是在破損部位穿孔、打眼,填充、打補丁等,如今只需預先在人工合成材料制作時,在樹脂基質中均勻混合一種特制的、內注有特殊樹脂的超微膠囊,再像撒鹽粒似的均勻遍撒一種化學觸媒微晶,最后一起制作成形,就可使這種內嵌無數超微膠囊的聚合物部件具備自身愈合能力。一旦出現破損,預先埋伏的觸媒就會激活膠囊中的特殊樹脂,使樹脂開始自動軟化,變成粘稠液體,注入和填充出現的縫隙或孔洞并逐漸凝固,因而能使人工合成材料長期持續自動修復破損部位。

  研究工作的主持人,伊利諾斯大學的材料工程師和宇航工程師斯科特·懷特說,這項研究成果具有極其廣泛的用途,它可延長用于整形的填充物的壽命,可制造更堅固耐久的宇宙飛船等。

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