自己修復材料とは何ですか？

自己治癒材料は、構造亀裂やその他の損傷を自動的に修復できる物質であり、製品の使用可能な寿命を大幅に拡張できる能力であり、場合によっては人々を危害から保護するのに役立ちます。多くの自己修復製品は、生体が癒されることを可能にする生物学的プロセスに触発されています。顕微鏡レベルで自然治癒活動を観察することにより、科学者は、人工物質でこの有益な能力を再現するための複数の方法を開発しました。いくつかの異なるタイプの自己修復製品があり、これらの材料を作成するために複数のアプローチを使用できます。構造に関係なく、自己修復オブジェクトはすべて、人間の介入を必要とせずに機能するように設計されています。

自己修復製品の1つのタイプは、マイクロカプセル化システムとして知られています。これらの自己修復材料は、ポリマーで発生する極小の亀裂を修正するために特別に設計されています。 「マイクロクラッキング」と呼ばれるこのダメージは、メカによって引き起こされる可能性がありますnical摩耗または熱ストレス。マイクロカプセル化された材料には、ポリマー構造を再構築および強化するために処方される化学物質が含まれています。エポキシの層には、これらの補強化学物質が小さなポケット内に含まれており、構造的損傷が小さなカプセルを破裂させると、薬剤が広がり始めます。

微小血管系は、別の種類の自己修復材料です。マイクロカプセル化されたソリューションと同様に、このタイプの材料は、必要になるまで閉じ込められた治癒剤を使用します。ただし、小さなカプセル内の表面全体に均一に広がるのではなく、役立つ化学物質は、材料をハニカビングする人工的な「静脈」またはチャネルに配置されます。この静脈のような構造により、化学物質を亀裂のある領域に連続的に汲み上げることができ、継続的な損傷を防ぐのに役立ちます。

自己修復材料を作成するために使用できる3番目の方法はmechanochemicallを採用していますyアクティブポリマー。このアプローチは、人間の骨が壊れた後に自分自身を修復し始める方法に似ています。この方法では、分子のクラスターを「メカノフォア」と呼ぶポリマーが作成されます。これらのクラスターは、他の同様の分子とつながる傾向があります。ポリマーがストレスの影響を受けると、埋め込まれたメカノフォアは、2つのベルクロファスナーが一緒に強制されているように、構造リンクを形成します。

自己治癒材料には、多くの実用的な用途があります。科学者は、流星のストライキまたは宇宙の破片によって引き起こされる危険な破裂を自動的に封印する宇宙船の表面を実験しました。飛行機はこれらの物質の恩恵を受けることもでき、対照表面の亀裂に対する抵抗から利益を得ることができます。これらのタイプの材料は、摩耗を防ぎ、トレッド寿命を改善するために、合成ゴムのような製品でも使用できます。