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自愈合塑料问世 提高航天安全性
作者:www.333cn.com  来源:www.333cn.com  :

  可在破损后自行愈合的塑料,听起来是不是很科幻?是不是让你联想到《终结者》中的画面?现在,美国密歇根大学的化学工程师让这一梦想变成现实。他们研发出一种神奇塑料,能够在被子弹或者其他射弹射穿后立即自愈。

自行愈合塑料 创意 工业设计 终结者 化学工程师

  研究参与者、密歇根大学博士生斯科特·扎瓦达表示:“我们对通过某种活动触发化学反应的现象充满浓厚兴趣。”扎瓦达和他的同事一直致力于研发医用自愈合材料,例如可取代缝线的手术用粘合剂。在得知美国宇航局兰利研究中心研发类似技术——让航天服上的孔洞和外太空栖息地遭受的损伤迅速愈合——之后,密歇根大学的工程师改变了研究方向。他们与宇航局合作,共同研发一种可在暴露于空气中之后凝固的材料。扎瓦达说:“在与宇航局合作之后,我们决定利用氧气泄露这一事故触发相关化学反应,进而实现自愈合。”

  研究小组的目标是研制出一种能够在破损后立即自愈合的材料,因为在太空环境下,航天服或者空间站墙壁出现的破损可造成致命后果。研究过程中,扎瓦达和他的导师蒂姆·斯科特提出了一种解决方案——将三正丁基硼置于两个塑料层之间。三正丁基硼拥有一个吸引人的特性,可在接触氧后快速硬化。一旦一侧或者两侧的塑料片被击穿,中间的三正丁基硼便迅速硬化,封堵孔洞。

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  有人提醒密歇根大学的工程师,太空中没有氧。扎瓦达对此表示:“我们依靠的是穿过表面破损部位的氧。在任何有人居住的地方,一定存在氧。”斯科特指出整个研究过程并没有出现任何可称之为“重大突破”的时刻,一切都在顺理成章中进行。他们集合所有人的智慧展开研究,第一阶段的研究进展非常顺利。为了测试自愈合能力,密歇根大学的工程师进行了他们能够想到的最直观的实验。他们将研发的自愈塑料带到靶场,而后对着它开枪射击。

  在像做三明治一样,将三正丁基硼置于两个塑料层之间时,研究人员必须确保塑料层之间没有任何氧。这是一个不小的挑战。扎瓦达说:“我们有一间非常特殊的实验室,可排除所有空气。如果是其他实验室,你很难做到这一点。只要你能够排除氧,随后的工作便可顺利开展。”

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  自愈合材料并不是什么新鲜事物。实际上,很多聚合物都拥有自愈合的特性,可用于生产手机屏幕和雨衣等物品,让破损不再是一件令人头疼的事情。扎瓦达和斯科特研发的自愈合材料拥有迄今为止最快的愈合速度,“伤口”可在短短几秒内愈合。斯科特说:“我们研发的自愈合塑料最适合制造需要快速愈合的物品。让漆面划伤这样的损伤快速愈合并非我们的研究目标,因为这种自愈合的快慢并不是什么大问题。”

  10月,研究小组会将他们研发的自愈合塑料带到宇航局的格伦研究中心,在模拟太空的受控环境下进行测试。迄今为止,他们进行的所有测试都在存在气压的环境下进行。他们很想知道这种材料在零重力环境下的表现。研究小组希望能够在年底前完成测试。在此之后,他们会将自愈合塑料交到宇航局手上,研究如何将其应用于航天服和外太空栖息地。

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