據(jù)國外媒體報(bào)道,英國科學(xué)家日前稱,他們最近發(fā)明了一種新型材料,這種材料未來如果用于飛機(jī)制造業(yè),將可以使得飛機(jī)具備自我修復(fù)功能,即使是在飛行過程中它們也同樣具備這種神奇的功能。另外,這種材料還可以減輕飛機(jī)的質(zhì)量,進(jìn)而大幅度節(jié)省燃油成本。
在日常使用中,飛機(jī)定期會(huì)受損,因此許多航空航天研究都涉足了可以防止飛機(jī)受損的材料。英國布里斯托爾大學(xué)的材料科學(xué)家伊安-邦德說:“如果知道停在機(jī)場的飛機(jī)被卡車撞的高頻率,你可能會(huì)大吃一驚。再者,工具可能會(huì)在維修時(shí)掉落在飛機(jī)上,或者當(dāng)飛機(jī)穿過風(fēng)暴時(shí),會(huì)遭到冰雹的襲擊。飛機(jī)上任何未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)的微小損傷,如小槽和細(xì)縫都可能釀成慘重的災(zāi)難。單在飛機(jī)庫中,人們就要花大量時(shí)間反復(fù)對飛機(jī)進(jìn)行檢查!蹦壳埃兄陲w機(jī)應(yīng)對處理損傷的飛機(jī)設(shè)計(jì)將結(jié)束飛機(jī)的加重。邦德表示:“這個(gè)理念來源于,你可能希望受損后的飛機(jī)結(jié)構(gòu)能夠支撐所有的負(fù)載。這個(gè)理念結(jié)束飛了機(jī)重量的增加,這是非常有價(jià)值的!
邦德表示:“將有一種系統(tǒng)可以幫助飛機(jī)自我修復(fù),以利飛機(jī)安全,并且飛機(jī)重量也可以大大減輕,從而不用再擔(dān)心飛機(jī)受損。人體可以隨時(shí)進(jìn)行自我修復(fù),有時(shí)即使是在受到嚴(yán)重傷害后也能自我恢復(fù)。為什么我們不能設(shè)計(jì)出一些結(jié)構(gòu)可以擁有同樣的功能呢?”設(shè)計(jì)的關(guān)鍵可能在于一些填充有環(huán)氧樹脂和硬化劑的中空纖維。當(dāng)這些纖維管束被嵌入飛機(jī)結(jié)構(gòu)的任一部分中,如機(jī)身、機(jī)翼、機(jī)頭或機(jī)尾后,一旦這些部分受損,這些纖維管就會(huì)漏出來封住所有孔洞,就像傷口結(jié)痂。這些材料可以修復(fù)80%到90%的損傷,使飛機(jī)能夠正常工作。通過往樹脂中摻入染料還可以令修復(fù)的損傷部位顯示為有色的補(bǔ)丁,這就有利于在之后的全面檢修中被清楚發(fā)現(xiàn)。不過,這種染料在正常的燈光環(huán)境中是看不出來的,只能在紫外光下才可見。
邦德說:“如此一來,這種系統(tǒng)可以輕易恢復(fù)由機(jī)鳥互撞等引起的較大規(guī)模損傷,不過也只是補(bǔ)充而不能替代常規(guī)檢查和維修程序!痹诶w維增強(qiáng)復(fù)合材料使用之處都能發(fā)現(xiàn)這些樹脂纖維。這種較輕的高性能材料正日益受到人們的歡迎,可以被用于飛機(jī)、汽車、風(fēng)輪機(jī)和宇宙飛船。因此,新型自我修復(fù)系統(tǒng)將對各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 同時(shí),科學(xué)家們也在研發(fā)一些內(nèi)含修復(fù)劑的纖維管網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)類似動(dòng)植物體內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的功能。邦德稱:“在這種系統(tǒng)中,可以重填或更換這些修復(fù)劑,以實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)反復(fù)修復(fù)的目的。此外,該系統(tǒng)還有具備人工結(jié)構(gòu)中其它生物學(xué)功能的潛能,如溫控或者能源分布。”
目前,邦德及其同事正在研究填充有非定制樹脂的中空玻璃纖維,同時(shí)也在研發(fā)一種定制的樹脂,以優(yōu)化系統(tǒng)的使用。邦德表示,這種系統(tǒng)有望在5年內(nèi)研制出來。該研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人瑪努表示,憑借在超大化學(xué)分子材料研究領(lǐng)域已經(jīng)取得的成果,特別是這種能“自我修復(fù)”新材料的問世,科學(xué)家們將可生產(chǎn)出各種能在裂痕或碎裂后“自我修復(fù)”并能重新使用的產(chǎn)品。目前,已有兩大系列的這類新材料產(chǎn)品準(zhǔn)備投放市場,其中技術(shù)更為成熟和先進(jìn)的當(dāng)屬新型合成橡膠類產(chǎn)品,如由植物油提煉出的分子結(jié)構(gòu)聚合碳?xì)浠衔镏瞥赡透邷、不變形的超級瀝青。另外一大系列的產(chǎn)品是對各種溶媒有強(qiáng)抵抗力的超大分子材料塑料制品。
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