充满阳光的口袋

　　动物和机器的差别之一，就是动物身体上的伤口经过时间可以自行修复，而如果机器受损后就必须得等待技术人员来帮助修理。不过，目前英国和美国的两个特别小组正试图发明一种受损时能自我修复的复合材料，这种复合材料将在几分钟内自动修复。

　　此种自愈复合材料可能需要一段时间才能进入日常使用，但是如果证明它们具备批量生产可行性的话，它们将在一些难以进行定期检查（如风力涡轮机叶片），或安全性要求很高（如飞机的门和窗架）的重点应用中受到欢迎。

　　美国伊利诺斯州大学的杰弗瑞·摩尔（Jeffrey Moore）博士和他的同事们，正通过加入额外成分到复合材料中，来尽快完成这个项目。像大多数此类材料一样，这些复合材料由嵌在一个塑料基体（一环氧树脂）里的纤维（在此例中为碳纤维）构成。摩尔博士添加的主要额外成分，是少量含有双环戊二烯化学成分的小胶囊。如果复合材料发生破裂，裂纹附近的胶囊就会裂开，并释放出双环戊二烯分子，它们链接在一起形成另一种塑料，并将裂缝弥合，从而修复材料。

　　实验开始阶段，摩尔博士曾添加钌催化剂，进展非常顺利，但是钌过于昂贵不适宜大规模使用。随后当试着添加各种溶剂，以加快双环戊二烯向即将修复裂纹的移动时，摩尔博士发现，有一种溶剂无需钌催化剂，也能促进这一修复过程，即氯苯，这是一种非常难闻的物质。在此之后，他又发现了一种更好且更合适的替代物。氯苯处理方法只能恢复材料80%的原韧性，而新溶剂则能完全恢复韧性。

　　布里斯托尔大学航空工程系的安·邦德（Ian Bond）博士和他的同事们，正采用一种略为不同的方法。在他们的复合材料中，使用的是玻璃纤维而不是碳纤维，并且他们也没有添加胶囊，而是在纤维中加入了愈合分子。这些分子是两种环氧树脂成分，纤维的一半含一种成分，而另一半则含其他成分。材料上的裂缝使纤维破裂，同时释放出一些能起反应并生成更多环氧树脂的成分，从而修复裂缝。该方法的优点是保留了材料基本的“纤维+基体”的结构，而添加胶囊则会改变这种结构，并存在使其弱化的危险。该方法的缺点是胶囊制作比起空心充液纤维容易些，成本也便宜些。

　　不管采用哪一种方法，另外两个问题是必需要解决的：其一是检验某种成分确实被修复的方法；其二是愈合分子使用后的填补方法。邦德博士认为，一种能标明已愈合“创伤”的方法，是添加一些颜色，这样被修复区就会发展成一块“瘀伤”。补充愈合液供应，也可通过模仿另一种生物学系统，即供给具有其繁衍必要物质的活性组织的毛细血管网络来完成。摩尔博士和邦德博士，均试图从自然界找到这种方法。如果他们的实验成功，未来的机器将具备更长、更健康的使用期。

编辑：中国照明网  荒原