當前位置:上海瑞齊生物科技有限公司>>公司動態>>人造材料自修復方面的研究獲新進展
模仿生物骨骼的自修復(self-healing)過程,研究人員在纖維增強的高分子復合材料中引入通道系統,通過注入樹脂對材料損傷的部位進行修復。經過修復的復合材料的抗壓強度可以達到損傷之前的97%。
歐洲噴氣式戰斗機的機身主要是由纖維增強高分子復合材料構成。這種材料較同等的金屬材料相比重量更輕,強度和硬度更高;但是塑性較差。纖維增強在本質上是一個平面的機制,對于所受到的沖擊無法較好地吸收和釋放。而作為飛行器的面板來講,細微的沖擊損傷是非常難進行檢測的,但卻對材料的機械性能有重要的影響。
來自布里斯托大學的Richard Trask博士及同事們試圖通過使材料具備自修復的能力來解決這一問題。我們人體的骨骼也是由層狀的脆性單元所組成的復合材料。但是,當骨骼中產生裂紋時,它可以通過兩種骨細胞進行重建:蝕骨細胞(osteoclasts)和成骨細胞(osteoblasts)。蝕骨細胞可以侵蝕骨頭,它們在死亡的骨頭中產生通道或者管道。血管通過這些管道將成骨細胞帶到損傷的位置,慢慢生成新的骨骼。
研究人員通過“溶模(lost wax)”的方法將一個管道系統引入到高分子復合材料中。如果材料發生了損傷,就可以將一種修復用的樹脂注入這些管道中,對損傷的部位進行修復。實驗發現,經過修復的復合材料的抗壓強度可以達到損傷之前的97%。
這項人造材料自修復方面的研究對相關工程領域的發展具有重要的意義。(生物谷 )
doi:10.1002/adfm.201101100
PMC:
PMID:
Self-Healing Fibre Reinforced Composites via a Bioinspired Vasculature
Christopher J. Norris, Gregory J. Meadway, Michael J. O'Sullivan, Ian P. Bond, Richard S. Trask
This paper demonstrates the first steps towards self-healing composites that exploit a design philosophy inspired by the damage tolerance and self-repair functions of bone. Cracking in either fibre reinforced polymers (FRP) or bone, if left unattended, can grow under subsequent cyclic stresses eventually leading to catastrophic failure of the structure. On detection of cracks, an FRP component must be repaired or compley replaced, whereas bone utilises a series of complex processes to repair such damage. Under normal circumstances, these processes allow the skeleton to continually perform over the lifespan of the organism, a highly desirable aspiration for engineering materials. A simple vasculature design incorporated into a FRP via a “lost wax” process was found to facilitate a self-healing function which resulted in an outstanding recovery (≥96%) in post-impact compression strength. The process involved infusion of a healing resin through the vascule channels. Resin egress from the backface damage, ultrasonic C-scan testing, and microscopic evaluation all provide evidence that sufficient vascule–damage connectivity exists to confer a reliable and efficient self-healing function.
請輸入賬號
請輸入密碼
請輸驗證碼
以上信息由企業自行提供,信息內容的真實性、準確性和合法性由相關企業負責,環保在線對此不承擔任何保證責任。
溫馨提示:為規避購買風險,建議您在購買產品前務必確認供應商資質及產品質量。