英国发明新材料 未来飞机可自我修复

       在日常使用中，飞机定期会受损，因此许多航空航天研究都涉足了可以防止飞机受损的材料。英国布里斯托尔大学的材料科学家伊安-邦德说：“如果知道停在机场的飞机被卡车撞的高频率，你可能会大吃一惊。再者，工具可能会在维修时掉落在飞机上，或者当飞机穿过风暴时，会遭到冰雹的袭击。飞机上任何未能及时发现的微小损伤，如小槽和细缝都可能酿成惨重的灾难。单在飞机库中，人们就要花大量时间反复对飞机进行检查。”目前，有助于飞机应对处理损伤的飞机设计将结束飞机的加重。邦德表示：“这个理念来源于，你可能希望受损后的飞机结构能够支撑所有的负载。这个理念结束飞了机重量的增加，这是非常有价值的。”

       邦德表示：“将有一种系统可以帮助飞机自我修复，以利飞机安全，并且飞机重量也可以大大减轻，从而不用再担心飞机受损。人体可以随时进行自我修复，有时即使是在受到严重伤害后也能自我恢复。为什么我们不能设计出一些结构可以拥有同样的功能呢？”设计的关键可能在于一些填充有环氧树脂和硬化剂的中空纤维。当这些纤维管束被嵌入飞机结构的任一部分中，如机身、机翼、机头或机尾后，一旦这些部分受损，这些纤维管就会漏出来封住所有孔洞，就像伤口结痂。这些材料可以修复80%到90%的损伤，使飞机能够正常工作。通过往树脂中掺入染料还可以令修复的损伤部位显示为有色的补丁，这就有利于在之后的全面检修中被清楚发现。不过，这种染料在正常的灯光环境中是看不出来的，只能在紫外光下才可见。

       邦德说：“如此一来，这种系统可以轻易恢复由机鸟互撞等引起的较大规模损伤，不过也只是补充而不能替代常规检查和维修程序。”在纤维增强复合材料使用之处都能发现这些树脂纤维。这种较轻的高性能材料正日益受到人们的欢迎，可以被用于飞机、汽车、风轮机和宇宙飞船。因此，新型自我修复系统将对各个领域产生深远的影响。同时，科学家们也在研发一些内含修复剂的纤维管网络的系统，可以实现类似动植物体内循环系统的功能。邦德称：“在这种系统中，可以重填或更换这些修复剂，以实现该系统反复修复的目的。此外，该系统还有具备人工结构中其它生物学功能的潜能，如温控或者能源分布。”

       目前，邦德及其同事正在研究填充有非定制树脂的中空玻璃纤维，同时也在研发一种定制的树脂，以优化系统的使用。邦德表示，这种系统有望在5年内研制出来。该研究项目负责人玛努表示，凭借在超大化学分子材料研究领域已经取得的成果，特别是这种能“自我修复”新材料的问世，科学家们将可生产出各种能在裂痕或碎裂后“自我修复”并能重新使用的产品。目前，已有两大系列的这类新材料产品准备投放市场，其中技术更为成熟和先进的当属新型合成橡胶类产品，如由植物油提炼出的分子结构聚合碳氢化合物制成耐高温、不变形的超级沥青。另外一大系列的产品是对各种溶媒有强抵抗力的超大分子材料塑料制品。