對能自動修復(fù)自身裂縫和其他損害的自動修復(fù)材料的研究已經(jīng)有幾十年的歷程了。以往,自愈材料往往是包含有細微通道或者一些囊狀艙室的剛性物質(zhì),在受到外力這些空間發(fā)生破裂釋放樹脂以起到修復(fù)作用。但是這種剛性往往限制了材料的應(yīng)用和自愈能力。因此,尋找一種輕量級、耐缺陷和更具生物相容性的材料,成為自愈材料的一個發(fā)展方向。
現(xiàn)在,萊斯大學(xué)的一個科學(xué)家小組已經(jīng)成功制備出一個自我適應(yīng)的復(fù)合材料(SAC),不僅能自我愈合,而且還具有自我可逆加強的性質(zhì),使它能像海綿一樣回彈。
“我們想要一種能夠改變自己或者自身內(nèi)部結(jié)構(gòu),以適應(yīng)外部變化,那么引入液體將是一種方式”一位博士后研究員說,“但我們希望液體能夠穩(wěn)定,而不是到處流動。”
他們所提出的是一種由2個干燥的聚合物內(nèi)混合入溶劑。當溶劑蒸發(fā)時帶走熱量,其結(jié)果是形成一個多孔質(zhì)膠粘的球體,就像被擰干了液體的海綿又能反彈回原狀一樣。
這種能力是粘性所帶來的,微米規(guī)格的橡膠球,使固體矩陣化,可以在壓力下相對滑動。彈性球采用的是聚偏氟乙烯(PVDF)并涂有粘性的聚二甲基硅氧烷(PDMS),兩者結(jié)合在一起,讓他們的結(jié)合不會被中斷。液體的充入使囊具有粘性和彈性,因此,如果它被拉伸或壓縮,矩陣都會返回其原始狀態(tài)。
該團隊表示,囊的作用就像一個凝膠,盡管它的液體含量高,但它是硬的,靈活的。通過形成的兩種聚合物,使物質(zhì)的矩陣可重構(gòu),該材料的自增強能力增加到了百分之683。
雖然到現(xiàn)在為止還只制作出少量的新材料,不過研究團隊對于未來規(guī)模化發(fā)展信心十足