新型自愈复合材料
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能自我修复上千次的复合材料面世,有望将航空航天构件寿命延至数百年
Ke Ji Ri Bao· 2026-01-20 04:11
为验证新材料的长期稳定性,团队构建了自动化测试系统,在40天内对材料连续实施1000次"破坏—修 复"循环。每次实验均人为制造50毫米长的分层裂纹,随后触发加热自愈机制,并检测修复后的承载能 力。结果显示,这一材料在经历千次循环后仍保持优异性能,抗断裂能力显著优于传统复合材料,且韧 性衰减极为缓慢,创下自愈次数新纪录。 目前,广泛使用的纤维增强聚合物(FRP)复合材料,因其轻质高强特性,被广泛应用于飞机、汽车、 风力发电机和航天器中。但这类材料长期面临"层间分层"难题,即内部裂纹导致纤维层与树脂基体分 离,严重影响结构完整性。自20世纪30年代以来,这一问题始终制约着复合材料的耐久性,传统FRP设 计寿命通常仅为15年至40年。 团队表示,在实际应用中,材料仅在遭遇冰雹、鸟撞等突发损伤或定期维护时才启动修复程序。据此推 算,此类部件理论上可持续使用达125年以上,甚至在500年内仅需修复4次即可维持功能稳定。这项技 术将大幅降低工业设备的维修成本与能源消耗,减少废弃部件带来的环境污染,对难以返修的航天器具 有革命性意义。 美国北卡罗来纳州立大学科学家研发出一种新型自愈复合材料,可实现上千次自我修复,预计能使飞 ...
能自我修复上千次的复合材料面世 有望将航空航天构件寿命延至数百年
Ke Ji Ri Bao· 2026-01-19 00:59
为验证新材料的长期稳定性,团队构建了自动化测试系统,在40天内对材料连续实施1000次"破坏—修 复"循环。每次实验均人为制造50毫米长的分层裂纹,随后触发加热自愈机制,并检测修复后的承载能 力。结果显示,该材料在经历千次循环后仍保持优异性能,抗断裂能力显著优于传统复合材料,且韧性 衰减极为缓慢,创下自愈次数的新纪录。 团队表示,在实际应用中,材料仅在遭遇冰雹、鸟撞等突发损伤或定期维护时才启动修复程序。据此推 算,此类部件理论上可持续使用达125年以上,甚至在500年内仅需修复4次即可维持功能稳定。 这项技术将大幅降低工业设备的维修成本与能源消耗,减少废弃部件带来的环境污染,对难以返修的航 天器具有革命性意义。 (文章来源:科技日报) 美国北卡罗来纳州立大学科学家研发出一种新型自愈复合材料,可实现上千次自我修复,预计能使飞机 机翼、风力涡轮叶片和航天器结构部件的寿命延长至数百年,远超现有材料几十年的设计周期。相关成 果发表于新一期《美国国家科学院院刊》。 目前广泛使用的纤维增强聚合物(FRP)复合材料,因其轻质高强特性,被广泛应用于飞机、汽车、风 力发电机和航天器中。但这类材料长期面临"层间分层"难题,即内部 ...