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           美國伊利諾伊大學的研究人員正在研發(fā)一種材料，這種材料能“流血”來修復損傷，以此對難以修復的物品進行“治療”。

前沿材料每天都在變得更加輕巧、結實且易于生產(chǎn)，比如石墨烯——一種只有一個碳原子厚度的單層片狀材料，它為多項工業(yè)的轉變都提供了新的可能性，比如海水淡化、太陽能電池以及疾病探測。

但是我們的人造材料仍然缺少一種亟需的本領，這種本領對植物根部和人類皮膚來說都是天生的，那就是自愈的能力。

然而由美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的斯科特·懷特（Scott White）所領導的研究團隊已經(jīng)開始讓此發(fā)生改變。他們給塑料加上了一種人造導管系統(tǒng)，并在這些“假血管”中注入能發(fā)生化學反應的液體，這樣當塑料裂開時，這些液體就能混合，像血液凝結一樣使材料凝固，以使物品免遭更多損傷。

在演示視頻里，研究團隊在一塊塑料板上測驗了這一技術。他們把兩種液體分別從不同的導管注入塑料板，然后在板上鉆了一個直徑為4毫米的小洞。這個小洞使塑料板產(chǎn)生了裂縫，導致導管中的液體流出，然而由于導管系統(tǒng)的作用，液體滲入小洞和裂縫，用20分鐘形成了厚厚的凝膠，阻止了損傷的繼續(xù)擴散。研究團隊表示，凝膠用時3個小時凝固，最終自愈后的強度約為原材料的60%。

研究人員設想，這項技術可用于保護包括軍用設備和建筑材料在內(nèi)的任何物品，并可能在緊急情況下或難以到達的工作場所中運用，節(jié)約時間和人力。

對于曾用過從五金店買來的環(huán)氧樹脂的人來說，這種化學混合和凝固的過程也許很熟悉。但是本研究的聯(lián)合作者之一布雷特·克魯爾（Brett Krull）說，研究團隊已經(jīng)棄用了環(huán)氧樹脂，主要是因為其反應速度太過緩慢。

克魯爾還說，這種新型塑料產(chǎn)生的效果雖然和環(huán)氧樹脂相似，但其修復損傷的速度要快得多。

根本性的不同在于：

                  “我們設計的系統(tǒng)要進行兩種不同的轉變過程，而環(huán)氧樹脂的工作原理則不同?！笨唆敔栒f道，“液體一混合，兩種化學反應就立即開始了，但它們是在完全不同的時間段內(nèi)發(fā)生的。”

克魯爾說，第一種反應在30秒內(nèi)使混合物成為軟凝膠,這能使化學物質停留在損傷區(qū)域內(nèi)，同時還能讓液體在孔洞或裂縫未填滿前繼續(xù)流入。第二種反應在其后發(fā)生，使化學物質成為固體，其速率是可通過改變化學物質的成分和濃度來控制的。

“我們的化學過程沒有自然系統(tǒng)那么復雜，”克魯爾說，“但是我們設計了一個能隨時間變化對損傷做出響應的系統(tǒng)?！?/span>

懷特和他的研究團隊展示了過去使用的另一種方法，就是用環(huán)氧樹脂和嵌入式微球來修復細微的裂痕。但是新的導管法使更大規(guī)模的修復得以實現(xiàn)。例如，這項技術可用于修復水下鉆機的側面切口，或者是航空器和流星相撞后留下的坑洞。

在繼續(xù)研發(fā)自愈材料的過程中，研究人員依然面臨著挑戰(zhàn)，包括如何在不大幅度減弱材料（此案例里為塑料）的堅實度和修復力的前提下提升導管網(wǎng)的效率。研究團隊還想讓材料具有隨時間對多種“傷口”都能進行自愈的能力。

這些化學物質也有可能繼續(xù)改進，從而修復更大面積的損傷。據(jù)《新科學家》雜志表示，這些化學物質對8毫米以上的孔洞就不起作用了。研究團隊認為，在導管內(nèi)用泡沫狀凝膠替代液體能達成更大面積的修復，但是研究人員至今還未對這項進行測試。編輯：德標機械液態(tài)硅膠機械行業(yè)領導者

克魯爾說，他們也會尋求讓材料在不同環(huán)境中都能起到效果，比如極端溫度下、水下或太空內(nèi)。（目前為止，測試大多只是在實驗室內(nèi)進行的。）

雖然這項技術在某天也許會應用于消費品，但現(xiàn)在指望這種自愈材料能神奇地修復你的手機后殼或汽車保險桿還為時尚早?？唆敔栒f，這項技術還處于發(fā)展初期階段。并且鑒于這項研究是由美國空軍資助的，此材料可能會首先運用于戰(zhàn)斗機、坦克或航空器，以及像水下鉆探設備這樣難以修復的裝置。

但這只是這種材料未來可能性的開始，克魯爾這樣說到。

“修復后的材料不如原始的材料好，因此現(xiàn)在的成品更像是一個疤痕。”克魯爾說，“我們的長期目標是研發(fā)出一種真正的可再生聚合物，讓由于損傷而缺失的材料可由組成完全相同的材料來填補。”
編輯：德標機械液態(tài)硅膠機械行業(yè)領導者