自我修飾，形狀變化和更強壯的鋼

Tehas A＆M大學航空航天工程和材料科學的研究人員發現了超強度，利用，智能無塑料的無塑料路徑的新屬性，用於改變國防，航空航天和汽車行業的應用。

發表在 大分子 和 複合材料雜誌由納米結構材料實驗室和德克薩斯A＆M航空工程教授Mohammad Naragi博士與Talsa大學的Andreas Polikarpu博士密切合作。

他們的工作研究了機械完整性，形狀的增加以及從碳纖維（稱為芳族熱莫普 – 聚酯）（ATSP）的高級塑料複合材料（ATSP）的自我處理特性。

按需損害治愈

ATSP開設了業界的新界限，在該行業中，性能和可靠性至關重要，拒絕是一種選擇。

納拉吉說：“在航空航天應用中，材料面臨著極端的電壓和高溫。” “如果這些要素中的任何一個都損害了飛機的任何部分並違反了其主要應用之一，那麼您可以按需進行自我修復。”

由於ATSP成熟和規模，它具有轉換商業和消費行業的潛力，尤其是在汽車行業。

納拉吉說：“從材料中發生的債券的交換中，您可以在碰撞後恢復汽車的變形，最重要的是，可以顯著提高車輛的安全性，保護乘客。”

ATSP也是傳統塑料的更穩定的替代品。它的加工使該材料成為旨在減少環境浪費的行業的理想候選人，而不必耐用性或力量。

他說：“這些分數連接到間歇性纖維上可以達到水平 – 您可以輕鬆地壓碎並將其變成一種新形式，並且這可能發生在許多許多周期中，並且材料的化學反應基本上並沒有惡化。”

披露ATSP功能

納拉吉說：“ ATSP是一種新的異教徒，結合了傳統塑料的最佳特徵。” “它們提供了熱層的靈活性，具有熱蛋白的化學和結構穩定性。因此，與較強的碳纖維相結合，您獲得的材料比鋼多幾倍，但較容易鋁。”

ATSP與傳統塑料的區別在於它的自覺能力和恢復形式的能力。

納拉吉解釋說：“恢復形式和自我修復是同一機制的兩個方面。” “恢復形式時，它是指在綜合的“智力”的連續材料中交換鍵，並且與材料中的自我處理有關，如裂縫一樣。

為了探索其特性，研究人員使用了一種稱為循環測試的新壓力測試。

Naragi說：“我們已經在樣品中應用了拉伸（拉伸）載荷的重複循環，從而控制了材料積聚，存儲和釋放變形能量的變化。”

使用環狀負載，研究人員確定了材料中的兩個臨界溫度。

他說：“首先，這是玻璃過渡的溫度或聚合物鏈可以輕鬆移動的溫度，第二個是玻璃化的溫度。這是這些連接非常熱激活的溫度，以便您可以看到巨大的鍵以引起癒合，變化和恢復。”

然後，團隊進行了一個彎曲彎曲的試驗測試，將材料定期加熱到約160攝氏度，以引起自我呼吸。

他們的結果表明，ATSP樣品不僅在沒有失敗的情況下倖存下來的數百個應力和加熱週期，而且實際上它們在癒合過程中變得更加耐用。

納拉吉說：“正如皮膚可以伸展，治愈並恢復其原始形式一樣，材料也被變形，治愈並“記住”了他的原始形式，比創建時更耐用。”

krat，治愈，重複

納拉吉（Naragi）和他的團隊通過五個疲憊的壓力設置了耐熱的ATSP，每個壓力都伴隨著280攝氏度的高溫。

目標？評估材料的性能和自我修復特性。

經過兩類損壞後，材料幾乎完全恢復了強度。到第五週期，癒合效率降低到機械疲勞的80％。

納拉吉說：“使用高分辨率的可視化，我們觀察到損傷和癒合後的複合材料與初始結構相似，儘管重複損壞會導致一些與生產缺陷相關的局部機械磨損。”

然而，在所有五個週期中，材料的化學穩定性和自我修復仍然可靠。

Naragi說：“我們還觀察到材料中沒有熱降解或衰減，即使在損壞和癒合後也證明了其耐用性。”

研究小組的結果代表的不僅僅是新的材料類別。它們是一個大膽的科學和戰略夥伴關係可以減少塑料不僅耐受和適應塑料的未來的項目。

Naragi補充說：“我的學生和AOC郵政鎮正在做艱苦的工作，我不感謝他們。” “由於審判和錯誤，合作和夥伴關係，我們將令人興奮的好奇心變成了有效的應用。”