玻璃纖維及其他強化復合纖維材料輕質(zhì)堅固，廣泛用于航空、汽車(chē)、航海、城市建筑和運動(dòng)器材中。但由于它們是層狀結構，可能會(huì )出現層間分離，一旦發(fā)生了內部損傷很難檢測，也無(wú)法用傳統方法來(lái)修復,這是限制復合材料更廣泛應用的重要原因之一。

據物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，美國伊利諾斯大學(xué)厄本那—香檳分校的貝克曼研究所自治材料系統(AMS)研究小組開(kāi)發(fā)出一種新型自愈系統，像生物組織中的脈管網(wǎng)絡(luò )，在其中充滿(mǎn)化學(xué)愈合液，能幫助強化纖維材料實(shí)現反復自動(dòng)愈合。在解決長(cháng)期風(fēng)險問(wèn)題、延長(cháng)材料壽命和提高可靠性方面，這種自愈系統很有前景。

該自愈系統是一種三維脈管網(wǎng)絡(luò )。研究人員用環(huán)保的高分子聚合物做“線(xiàn)”，對強化纖維材料進(jìn)行“縫紉加工”，縫制出特殊紋理的三維花紋，就像生物組織中的脈管系統。而這種縫紉線(xiàn)是臨時(shí)性的，加工完成后通過(guò)加熱使其蒸發(fā)，只留下中空的脈管網(wǎng)絡(luò )。脈管由兩套隔離的脈管系統組成，分別充入不同的愈合劑，一種是環(huán)氧樹(shù)脂，另一種是硬化劑。

“發(fā)生斷裂時(shí)，本來(lái)隔離的微管道系統斷裂，里面的愈合劑會(huì )流出來(lái)進(jìn)入纖維材料，如同血管破裂，兩種愈合劑在斷裂位置互相接觸，形成高分子聚合物，就像一種結構性膠，把損傷區域連接在一起。我們進(jìn)行了多次循環(huán)測試，基本上所有的斷裂都能100%成功愈合?！表椖康谝回撠熑苏采づ恋吕锟苏f(shuō)，“這種自愈方法的優(yōu)點(diǎn)在于，我們不必再去探測材料結構，不再需要人工去修復它?！?/p>

“這是首次在強化復合纖維中演示反復循環(huán)的自動(dòng)愈合?！焙娇展こ探淌谒箍铺亍烟卣f(shuō)，“以往在高聚材料中也曾演示過(guò)自動(dòng)愈合，但那是不同的技術(shù)，無(wú)法用在強化纖維復合材料中。我們開(kāi)發(fā)的脈管技術(shù)彌補了中間缺失的一環(huán)?！辈牧峡茖W(xué)與工程教授南?！に魍兴惯€指出：“把這種脈管系統和通常制造高分子聚合材料的工藝流程無(wú)縫整合在一起，在商業(yè)應用上也很有前景?！?/p>