新材料助力未来飞机:飞行中可以自愈合

  像人体皮肤那样受到伤害可以自动愈合的飞机?听起来像科幻小说,但科学家们正在逐步将之实现。
  Bristol大学一研究团队近日宣布了一项新突破,制造了一种可以在飞信途中自愈合的飞机翅膀。
  他们的研究对象是已经广泛在飞机上使用的碳纤维复合材料中加入研发的微珠。这些微珠的孔洞可以让人的头发丝穿过,其中充满了胶凝剂。一旦这些微珠发生破裂,有液体流入而触发加入材料中的媒介,从而逐步胶合裂纹。
  Duncan Wass教授介绍道,“我们这种方法是受人体启发的。人体如果受伤,身体机能将会修复这个伤害。比如你切到了手指,终会愈合。那么这种想法能不能在人造结构上实现呢?所以我们做了这个。”
  目前,这种技术仅仅有助于愈合极小的裂纹,而非重大结构伤害。但是这些微裂纹也是相当重要的,如果没有探测到,它将会发展成大问题,进而危害飞机。
  相比在整个飞机上穿上微珠外衣,科学家们认为可以使用现有对飞机结构的知识有目标地应用于高风险区域。
  但是,Wass警告称,在飞机这种大背景下,自愈合远非只是愈合到看起来表面差不多那么简单。
  “我们这里讨论的是结构材料,仅仅是看起来一样是不够的,强度也要一样。”
  而且,“如果飞机在飞,那么当它在高空时会非常地冷。而如果在跑道上滑行的时候又很热。工作环境温度跨度大,是我们的挑战。
  解决现有的即使问题并不是自愈合飞机投入市场面对的唯一问题。它还要取决于航空业对此感兴趣,并愿意将之应用。
  波音宣称已经花了很多年来研究自愈合涂层及相关技术。但是,波音方面同时宣布这些研究将会应用在产品上的猜测还为时尚早。
  Wass教授也赞同目前不会出现任何自愈合飞机。而此项研究,离具体应用还有5-10年的距离。“我们的概念有点超前,还有很多细节要做,对于飞机来说,安全是位的,对此我们还有很多路要走。”
  另外,这种愈合技术可以应用于任何一种碳纤维复合材料,所以理论上它同样可以让风力涡轮叶片、高尔夫球杆之类碳纤维复合材应用场景自愈合。
  值得一提的是,自愈合技术早有先例。2001年,Illinois大学研究团队曾制造出可以自愈合的塑料。2014年,他们又制作出一种可以愈合孔洞直径达3厘米的聚合物。
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