新一代能够满足治疗需求的复合材料的发展又推进了一步，这是由美国研究人员为我们带来的研究成果。

当前，哪怕是最坚韧的复合材料，也很容易受到损坏，从而缩减寿命、限制其适用范围。因此近几十年来，研究主要集中于寻找低成本、可耐用的材料来进行自身修复。

但是在裂纹上有效并廉价地重建化学键是具有挑战性的一项工作。自修复材料一直以来吸引了很多人的兴趣，但是研究表明液态修复剂只对微米或亚微米级尺寸的裂纹适用，而对大一点的裂纹就需要另寻途径，即所谓的修复需求，例如用热处理的外部刺激来引发修复过程。大部分这些过程也需要外部加载以便在修复开始之前首先使裂纹变窄。

在最近发布在《聚合物》的一篇论文中，研究者在生物体系中寻求修复需求复合材料的灵感。肌肉以及它的紧缩和放松使所有动物可以移动。对于复合材料研究者来说，这种模式也能成为不使用外部加载而缩小裂纹的关键因素。形状记忆合金的细金属丝很久之前就被用在聚合物中进行测试，但是它们的高成本和低界面粘附性限制了其很好的应用。

一种广泛使用的商业产品——钓鱼线给了研究者Zhang和Li发展更可靠聚合物“肌肉”的灵感。这种线紧紧的扭曲盘绕，在加热使用时会发生很明显的扩张。因此将这种弹簧式的钓鱼金属线植入到一种热固性树脂和一种细粒度热塑性粉末中。样品的力学测试显示通过加热（使用标准热风枪），聚合物“肌肉”能重复促进放松和收缩。当裂纹被引入到材料中，这种刺激对裂纹起到了限制作用。然后这种熔融热塑性修复剂会充满到窄裂纹中，重新形成损坏的分子键。当这种复合材料冷却至室温时发现裂纹（初始直径0.24mm）已被修复，裂纹两边几乎没有肉眼可见的分隔。

人们希望这种低成本、高效修复、相容性好、极柔软的人工“肌肉”能够为设计新型修复需求的聚合物复合材料开拓新途径。
 


来源：材料与测试
译者：Sarah
译自materialstoday
 
凡本网注明"来源：材料与测试网"的所有作品，版权均属于材料与测试网，未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式用于商业用途。如仅以传播信息为目的转载、摘编，请注明"来源：材料与测试网"。违者本网将追究相关法律责任。