神奇材料“自我療傷”

破了，盡快停車，手忙腳亂地?fù)Q備胎，耽誤時(shí)間不說，還容易出危險(xiǎn)。德國(guó)一家輪胎公司推出的一項(xiàng)新發(fā)明——自愈輪胎，這時(shí)就可以一顯身手了。

時(shí)尚跑車裝上“自愈”輪胎

德國(guó)大眾汽車推出一款時(shí)尚跑車帕薩特CC，該車裝有“自動(dòng)愈合傷口”功能的新型輪胎ContiSeal。帕薩特CC成為第一輛配備這種輪胎的面向市場(chǎng)投放的車。

在10月9日的帕薩特CC發(fā)布會(huì)上，德國(guó)大陸輪胎公司為其新發(fā)明的ContiSeal輪胎架設(shè)了一座展臺(tái)，展示了神奇一幕：把一根長(zhǎng)長(zhǎng)的釘子刺進(jìn)輪胎后，稍稍轉(zhuǎn)動(dòng)輪胎，釘子造成的傷口竟在短時(shí)間內(nèi)愈合了。其實(shí)這種輪胎的內(nèi)壁涂有一層類似瀝青的穿孔密封劑，當(dāng)輪胎被釘子刺破，這層涂劑就會(huì)向破洞處擠，并快速填補(bǔ)“傷口”。所以當(dāng)車胎被刺破時(shí)，大可不必停下車來?yè)Q備胎。但前提是破洞不能太大，直徑不能超過5毫米。

這種“自愈”輪胎像人體一樣擁有免疫系統(tǒng)。當(dāng)人體某處受到損傷時(shí)，免疫系統(tǒng)立刻啟動(dòng)，血液循環(huán)及時(shí)將體內(nèi)的治療藥物送到傷口并對(duì)其進(jìn)行治療。而這種輪胎所用的橡膠材料內(nèi)部含有數(shù)百萬(wàn)個(gè)充滿液體的微型膠囊，這些膠囊壁厚0.1毫米，細(xì)如發(fā)絲卻威力無(wú)窮。一旦橡膠材料表面出現(xiàn)了裂紋，膠囊壁就會(huì)破裂并釋放出液態(tài)的“修復(fù)劑”，在催化劑的幫助下，修復(fù)劑涌入裂縫，瞬間彌合。采用這種技術(shù)的輪胎等產(chǎn)品的壽命會(huì)延長(zhǎng)兩三倍。測(cè)試表明，自我修復(fù)系統(tǒng)將受損材料的強(qiáng)度恢復(fù)到原來75％。

新型衣物“想破也難”

除了用于制造自我修復(fù)輪胎的橡膠外，科學(xué)家們還在開發(fā)其他能自我療傷的新材料。法國(guó)國(guó)家科研中心下屬的化學(xué)和軟物質(zhì)材料實(shí)驗(yàn)室，發(fā)現(xiàn)了一種可以不借助任何黏合劑就能自我修復(fù)的彈性材料。這種新材料的問世，為今后制造出“可自我修復(fù)”的玩具等各類產(chǎn)品提供了可能。

負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的法國(guó)科學(xué)家魯?shù)峦恕だ撞祭战榻B，這種神奇的新材料是由從植物中提煉出的脂肪酸合成所得，是由眾多小分子結(jié)構(gòu)混合成超大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而成，一旦這種超大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被打破而出現(xiàn)碎裂，其中的小分子就會(huì)自動(dòng)重新回到結(jié)構(gòu)中，并表現(xiàn)出原有的彈性。這種材料可以像橡膠一樣被拉長(zhǎng)，也會(huì)像橡膠一樣被扯成兩段，把兩處斷口放在一起時(shí)，斷口處的分子會(huì)自行配對(duì)，尋找新的“同伴”并粘合。但如果兩處斷口在幾小時(shí)內(nèi)沒有被放到一起，則斷口處的分子將和附近的其他分子結(jié)合，材料就不能再被修復(fù)了。

這種新材料的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹謴V闊，因?yàn)樗梢赃M(jìn)行多次自我修復(fù)。如果這種材料用在玩具上，小孩怎么摔玩具，大人都不心疼了，摔壞了它又可以重新愈合。用在鞋業(yè)制造上，則會(huì)做出“永不磨損變形”的鞋底。用這種材料做成的衣服，衣服上磨出的洞或孔會(huì)自動(dòng)“愈合”，達(dá)到“想破也難”的程度。這種新材料還能用來制造發(fā)動(dòng)機(jī)的一些零部件，從而延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命并大幅降低維修率。

目前，已有兩大系列的這類新材料產(chǎn)品準(zhǔn)備投放市場(chǎng)，如不變形的超級(jí)瀝青和有強(qiáng)抵抗力的超大分子結(jié)構(gòu)的塑料制品。

飛機(jī)自愈保安全

飛機(jī)使用時(shí)間長(zhǎng)了，外殼會(huì)出現(xiàn)小孔和裂縫，機(jī)械師在例行維護(hù)檢查中也能發(fā)現(xiàn)此類問題。不過，英國(guó)科學(xué)家開發(fā)的一種技術(shù)，通過模擬自然愈合過程，能讓飛機(jī)具有自愈能力。這項(xiàng)創(chuàng)新會(huì)顯著提高航空的安全性，同時(shí)激勵(lì)技術(shù)人員開發(fā)更輕型的飛機(jī)，將生物模擬技術(shù)引入航空領(lǐng)域?！蹲匀弧冯s志的文章對(duì)此也做了介紹。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的英國(guó)布里斯托爾大學(xué)航空航天學(xué)教授伊恩·邦德博士說：“我們?cè)陂_發(fā)一種特殊的復(fù)合材料，這種材料在受到擠壓或損壞時(shí)會(huì)‘流出樹脂，有效形成可修復(fù)飛機(jī)‘傷口的‘痂疤。合成材料是由空心纖維制成的，在纖維中塞滿環(huán)氧樹脂。一旦有空洞或裂縫出現(xiàn)，環(huán)氧樹脂就會(huì)流出來，封住破裂處。研究人員給環(huán)氧樹脂加上顏色，使機(jī)械師更易于發(fā)現(xiàn)修補(bǔ)處，以便進(jìn)行永久性修復(fù)。

這種方法能處理肉眼很難看見的微小損傷，如大氣層中的微小顆粒與飛機(jī)碰撞產(chǎn)生的損傷。如果沒有被發(fā)現(xiàn)，這些小傷積累起來，會(huì)對(duì)飛行安全構(gòu)成嚴(yán)重破壞。

由于這種能自愈的纖維增強(qiáng)聚合物具備整體可靠性和安全性，科學(xué)家們有信心使它完全取代鋁。這樣就能開發(fā)出更輕、能效更高、污染更低的飛機(jī)、汽車和航天器。研究人員認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)會(huì)在4年內(nèi)投入商業(yè)使用。

（李云貴薦自《新聞信息報(bào)》）