您好,欢迎来到中国孵化器! 登录 注册 +我们微信 | 返回首页 | 加入收藏 | 设为首页
新闻
  • 新闻
  • 政策
  • 技术
  • 创业
  • 孵化器
  • 企业
  • 项目
  • 专利
  • 协会
  • 金融
  • 中介
当前位置:中国孵化器网 > 技术交流 > 高新技术 >  正文
自我修复塑料研制成功 可用于航天工程及外科植入手术
发布日期:2014/5/15 10:08:05   编辑:中国孵化器网   来源:互联网
作为经典的宇航员求救信号,“休斯敦,我们有麻烦了”或许正在走向销声匿迹的那一天,而这还要感谢研究人员开发出的一种具有自我修复机制的塑料。这种材料能够修补直径达1cm的孔洞,并且在这一过程中恢复材料绝大部分的原始强度。

作为经典的宇航员求救信号,“休斯敦,我们有麻烦了”或许正在走向销声匿迹的那一天,而这还要感谢研究人员开发出的一种具有自我修复机制的塑料。这种材料能够修补直径达1cm的孔洞,并且在这一过程中恢复材料绝大部分的原始强度。

 

图片来源:Nathan Bajandas/伊利诺伊大学

能够自我修复的聚合材料并不是什么新东西,但是美国伊利诺伊大学香槟分校材料学家Windy Santa Cruz指出,迄今为止,这种材料只能够修复非常微小的缺口,最多不超过几毫米。

在这项新的研究中,Santa Cruz和她的同事将化学与机械工程学研究结合起来。这项技术的优势在于瞄准了能够修复潜在的灾难性损伤,例如很难接近的弹道冲击造成的损伤或裂纹之后修复自身的合成材料。研究人员在5月9日出版的美国《科学》杂志上报告了这一研究成果。

研究人员研制了两种当分开存放时不起化学反应的液体。然而将这两种液体混合后会引发两个反应:第一个反应能够把混合物变成凝胶,第二个反应则逐渐将其凝固成硬塑料。研究人员面临的挑战是需要找到一种方法来合并这两种液体,使两个反应在一个单一的系统里发生,并且是在不同的时间。

为了实现这一目标,研究人员从身体的静脉和动脉网络中获得了灵感。他们首先使用了包含有微小通道的普通塑料。这种材料是在塑料呈液态时加入纤维,之后在其凝固后除去纤维所制成的。研究人员随后在每一个“微通道”中注满了其中一种液体。该研究负责人、伊利诺伊大学化学家Jeffrey Moore表示,可以把这些微通道看作是像血管一样的脉管系统。

接下来,研究人员对塑料进行了受控冲撞,旨在形成一个孔洞和无数的裂缝,从而测试其自我修复能力。这一过程导致微通道破裂,进而使液体流出、混合并最终固化。Moore指出,随着越来越多的液体被泵入微通道,凝胶最终跨越了整个受损的区域,并完全填充了空隙的空间。

在这一过程中,注满一个直径约为1cm的孔洞需要20分钟,而这种凝胶大约需要3个小时便可以凝固为坚硬的塑料,研究人员如今正在致力于使这套系统能够以更快的速度自我修复。

并未参与该项研究的伊利诺伊州埃文斯顿市西北大学化学家Fraser Stoddart指出,这项新技术的潜在应用范围从航空航天工程一直到外科植入手术,并且有希望能够自动修复比之前所想的更大尺度的断缝、裂痕和孔洞。但Stoddart强调,现实生活中的聚合物断裂可能比实验室中所产生的断裂要复杂得多,因此自我修复机制可能需要依赖于多种技术的结合。

图片新闻推荐
北斗米级快速定位
北斗米级快速定位芯片近日在京发布,智能网联汽车基...[详情]
专家称应加快提升
“未来VR将对影视、医疗、教育等方面产生众多重要的...[详情]
中科院启动专项行
科技创新国家队如何加速科研成果“变现”——转化为...[详情]
我国已成为利用新
2016年全国能源工作会12月29日在北京召开,记者在会...[详情]
北京数十项先进节
北京数十项先进节能减排科技成果将通过“专项诊断”...[详情]