元素百科介绍研究人员成功开发新型低温自愈复合材料。伯明翰大学和哈尔滨工业大学的研究人员发现了一种新的方法,使飞机和卫星上的常用材料在温度低于冰点时自然愈合。这篇论文发表在英国皇家学会的Open上 在Science上,它首次表明自愈合材料可以在非常低的温度下控制和使用(-60°C)。

自愈材料的应用
该小组由伯明翰(英国)大学和哈尔滨理工大学(中国)领导,表明该材料可用于纤维增强材料。它可以应用于材料维护或更换,如海上风力涡轮机,甚至“不可能”,如飞行中的飞机和卫星。
当需要维护时,自愈复合材料可以自动恢复其性能。在有利条件下,复合材料具有令人印象深刻的愈合效率。事实上,以往的研究努力已经达到了100的愈合效率%上述程度表明,愈合材料的功能或性能可优于损坏前。
然而,在论文发表之前,在不利条件下的愈合被认为是不够的,比如在非常低的温度下。这种新型结构复合材料保持其核心温度,就像自然界中的一些动物通过保持恒定的温度来保持酶的活性一样。三维中空容器与提供内部加热和解冻的多孔导电元件一起嵌入复合材料中。
自愈合材料性能测试
Yongjing,伯明翰大学博士生 Wang,解释说:“这两部分都是必不可少的。若无加热元件,液体将在-60℃冷冻,化学反应无法触发。没有中空容器,愈合液不能自动输送到裂缝。玻璃纤维增强层压产品在-60℃的温度下可达到100以上%该技术可应用于大多数自修复合材料。
铜泡沫片或碳纳米管被用作导电层。后者可以更有效地自我修复,断裂能量的平均回收率为107.7%,峰值负荷为96.22%。可愈合纤维增强复合材料或基质材料,因此具有更高的层间性能 ——也就是说,层之间的组合能力。这些特征越高,未来裂缝就越不可能发生。
王补充说:“纤维增强复合材料很受欢迎,因为它们适合飞机或卫星,既坚固又轻。但内部微裂纹的风险可能会导致灾难性的失败。这些裂缝不仅难以检测,而且难以修复,因此需要材料的自我修复能力。”
该集团将通过使用更先进的加热层来消除对加热元件峰值负荷的负面影响。然而,他们的最终目标是开发更多新的复合材料愈合机制,以便在任何条件下都能有效地修复故障。

