其他
日本科学家研究出具备自我修复功能的新材料
日本在碳纤维复合材料领域拥有压倒性的市场份额,在高性能材料领域占据优势。新材料和金属具备自我修复功能后,将促进高性能材料在高温高压等严苛环境以及修理困难场所的利用,提升国际竞争力。
横滨国立大学副教授中尾航团队开发出了10分钟自我修复裂痕的飞机引擎用高强度陶瓷。当材料表面出现裂痕后,高温空气将进入并融化陶瓷纤维中的自我修复材料碳化硅,裂痕将被弥合硬化,阻止材料断裂。
目前的飞机引擎多为镍合金材料,如果换成质量更轻的陶瓷材料将降低约15%燃耗。陶瓷材料具备引擎所需的耐高温高压性能,但存在比金属更容易出现裂痕的问题。
今后,研究团队将与日本国内的飞机零部件厂商共同试制陶瓷发动机,计划于2025年左右实施燃烧试验,力争推向实用化。
富山县立大学副教授真田和昭的研究团队也与日精技术(Nissei Technica)共同开发出了具备自我修复功能的碳纤维复合材料。
在碳纤维之间混入装有粘着剂的胶囊,出现裂缝后,胶囊断开,粘着剂流出完成修复。10天后将完全凝固,可恢复到原来的强度。预计将用于汽车和飞机的构造材料、以及人造卫星构件等方面。
早稻田大学副教授岩濑英治等人开发出了断线后自我修复的电路。电线表面涂有含黄金纳米粒子的溶液,电线断开后,黄金粒子被引入断开部位,填埋缝隙。在实验中成功修复了4微米宽的裂缝。
该材料可用于地板之下等不便维修场所的电线,还可在弯折和振动较多的场所发挥作用,比如贴身使用的医疗传感器和便携式精密仪器。