主题
介绍
自愈材料是如何工作的亚博网站下载
不同的制造方法
自愈材料的用途亚博网站下载
参考文献
介绍
自愈能力是自然界的真正奇迹之一，现在材料科学家比以往任何时候都更接近于在日常材料中复制这种能力，这将迎来土木工程和建筑的新时代。亚博网站下载即使在微观水平上，材料的裂缝和损伤也会改变其亚博网站下载声、电和热性能，从而导致结构的破坏。
自愈材料是那些有潜力修复机亚博网站下载械损伤和裂纹造成的过度使用，而不需要人为干预。自愈材料的主要潜在好处如下:亚博网站下载
- 使修复损坏所需的各种工业过程的生产成本最小化。
- 延长了材料的使用寿命。亚博网站下载
- 降低材料因降解而产生的低效率。亚博网站下载
自愈材料是如何工作的亚博网站下载
尽管自愈材料具有良好的机械性能，但它们仅限于亚博网站下载特定部位损伤的自主愈合。这些聚合物的功能基于一个类似于生物反应的三步过程。第一步包括在损害发生后立即触发行动。第二步是将物资运送到受灾地区。亚博网站下载第三步是化学修复过程。自愈材料分为三大类:囊基材亚博网站下载料、血管材料和内禀材料。
在以胶囊为基础的材料中，愈合剂包含在小胶囊亚博网站下载中，在破裂时释放该制剂。在血管材料的情况下，愈合剂存在于毛细血管型空心通道内，通道能够在一维、二维或三维相互连接。亚博网站下载毛细血管网络可以通过外部来源或其他未被破坏的通道重新充盈。固有自愈材料的功能在于潜在的自愈性能，而不是使亚博网站下载用自愈剂。
然而，随着近年来各种新型光刻技术的发展，具有复杂微血管网络的自愈材料正在被开发，以自主修复重复损伤事件。亚博网站下载这种材料的微血管涂层基底结构类似于人类皮肤的结构。亚博网站下载所述自愈合材料结构由含有微血管网的微血管基底和含有催化剂颗粒的脆性环氧涂层组成。yabo214当涂层-基材梁以四点弯曲形态加载时，裂纹在涂层表面出现并向涂层-基材界面扩展。当涂层被破坏时，通过毛细管作用，愈合剂被释放到裂缝中。涂层表面分泌了过量的愈合剂。裂纹经过足够的时间后进行修复，使涂层结构恢复完整。当裂缝重新打开时，愈合周期就会重复。
真实世界:自愈材料亚博网站下载
不同的制造方法
智能自修复材料通常有两种生产方法:亚博网站下载
- 主-客体相互作用对水敏感
- 抗水和其他官能团的共价键。
九州大学的Hideyuki Otsuka和他的团队发现了一种新的解决方案，可以使用交联单元二芳基联苯呋喃酮(DABBF)来生产自修复材料，二芳基联苯呋喃酮可以分解成一对自由基。亚博网站下载这种交联系统能够实现自动修复，无需增产措施。DABBF单元可以分解成芳基苯并呋喃酮自由基并进行重整。当损坏的部件相互接触时，这种能力使材料能够自我修复。
伊利诺伊大学香槟分校的南希·索托斯教授和她的团队开发了一种新的自修复技术，涉及到将塑料融入渠道网络。南密西西比大学的研究人员已经开发出一种涂层，这种涂层在阳光照射下受损时具有愈合能力。外壳是由从螃蟹或任何甲壳类动物的壳中获得的壳聚糖分子制成的。这些分子与氧乙烷环结合，这种结合被添加到聚氨酯混合物中。当聚氨酯涂层被破坏时，oxetane环分裂产生松散的末端，这是高度反应的。一旦暴露在阳光下的紫外线下，壳聚糖分子与游离端结合，修复损伤。
自愈材料的用途亚博网站下载
自愈系统可以从各种金属材料和聚合物中开发出来。亚博网站下载目前，碳纳米管(CNTs)被认为是一种理想的机械增强材料和分子存储器件。这主要是由于CNTs虽然结构较小，但具有较大的界面面积、良好的力学和化学性能以及中空的管状结构。聚合物/碳纳米管复合材料在存储器件的自愈应用中取得了良好的效果。目前，在计算机模拟的帮助下，创新的自我修复纳米系统正在开发中，以修复损伤。
自修复塑料未来的潜在用途包括使用寿命更长的手机、汽车和笔记本电脑，而从飞机到航天器等更大规模的结构也将受益。这些智能材料的未来可能性看起来几乎是无限的。亚博网站下载
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参考文献