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自愈薄膜及其应用

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在许多生物和机械应用中,自欧洲杯足球竞彩修复材料是一个梦想的概念,在这些应用中,由于磨损、老化相关的变化和微小缺陷造成的疲劳和机器或结构失效是对应用的安全和效率的持续威胁。

这些材料的作欧洲杯足球竞彩用有点像人的身体:它们能感觉到失败,例如,内部部件的发际裂缝。然后,他们阻止裂缝的进一步扩展,同时修复它,所有这些都不需要外部干预。

因此,自我修复材料被简单地描述为一种能够自动自我修复而不被人类发现、诊断或解决问题的合成材料。由于多种物欧洲杯足球竞彩理化学过程的作用,许多材料产生微裂纹,必然导致微裂纹的产生。自愈合材料有助于解决聚合物欧洲杯足球竞彩使用中这一最关键的问题。

自我修复材料有哪些类型?欧洲杯足球竞彩

最早的自愈合材料是由一种叫做聚合物的非常长的分子构成欧洲杯足球竞彩的,它由一种叫做单体的重复单元组成,并与一种特定类型的嵌入粘合剂相结合。这就产生了许多其他类型的自愈材料,可分为四类:欧洲杯足球竞彩

  • 内含粘合剂或其他愈合剂的
  • 有内部循环系统和类似血液的液体的人
  • 那些有形状记忆的人
  • 可逆的聚合物

嵌入式自修复材料欧洲杯足球竞彩

第一种也是最常见的自愈合材料包含结构上嵌入的微囊(微胶囊),其填充有粘合剂。欧洲杯足球竞彩任何裂缝都会导致这些微胶囊破裂,同时释放出胶水来密封裂缝。

有时粘合剂只是填满裂缝,把材料粘在一起。另一种方法是在用液体单体填充胶囊的同时使其本身成为聚合物,这样在发生破裂的情况下,聚合物本身就会重新形成以修复组件。

这些材料的缺欧洲杯足球竞彩点是需要非常小的微胶囊来避免结构上的弱点。其次,它们只能愈合一次,最后的部件会比原来的稍弱,这使得故障更有可能重复,但无法修复。

血管材料欧洲杯足球竞彩

这克服了嵌入自愈合材料的固有缺陷,以及嵌入微胶囊导致的结构弱点。欧洲杯足球竞彩它们以人体血管系统为基础,当需要时将修复材料运送到所有损伤部位。欧洲杯足球竞彩

各种各样的血管系统是可用的,有些有头发一样细的血管网络贯穿整个结构,并在压力下从水库引出。任何故障都会释放管道另一端的压力,从而使修复液被推到故障点。这可以处理比用微胶囊材料设想的裂缝大十倍的裂缝,但这也是一个较慢的过程。欧洲杯足球竞彩这可能是材料面临快速裂缝扩展的潜在问题,但在大型结构,如桥梁或多层大厦欧洲杯足球竞彩,通常面临几个月甚至几年的缓慢蠕变。

与基于微胶囊的自愈材料的纳米级修复不同,血管复合材料模拟了体内的宏观愈合。欧洲杯足球竞彩另一个优点是,当蓄水池清空时,能够重新填充愈合剂,这样就可以重复愈合。

形状记忆材料欧洲杯足球竞彩

这些材料是由欧洲杯足球竞彩合金制成的,即使在它们被弯曲变形后,也会恢复到原来的形状,尤其是当它们暴露在高温下时。例如,光纤电缆可以通过结构嵌入一个精细的网络,将能量传递到故障点,使材料恢复原状,扭转故障。光或其他形式的能量会自动到达故障点,因为管道会随着故障而破裂,从而使能量泄漏出去。

这些材料是标欧洲杯足球竞彩志性材料工程师亨利·索达诺(Henry Sodano)的创意,也被称为自主适应结构。

可逆的聚合物

一些聚合物的末端具有极强的化学活性,如果它们出现裂缝,活性端就会竭尽全力通过化学键重新连接。这是由光或热促进的,这将导致有效阻止损坏和修复材料。重键的另一个机制是碎片之间的静电吸引。

热塑性材料是一种可以熔化并制欧洲杯足球竞彩成新形状的塑料。它们可以在热的影响下分解成单体,一旦冷却,原来的聚合物就会重新形成。例如,战斗机可以方便地密封机身上的弹孔,而不是减压并坠毁!

自我修复的薄膜

许多自愈合材料只适用于薄膜应用,如紫欧洲杯足球竞彩外线引发可逆聚合,要么因为引发剂需要接触划痕或失效,要么因为材料的机械强度低。

硼化钒/氧化玻璃交替沉积,形成自愈合高温玻璃薄膜涂层。另一种类型是由多层聚电解质制成的水凝胶薄膜。虽然它们对机械损伤很敏感,但由于水凝胶与线性聚合物的库仑相互作用,它们也很容易在几秒钟内愈合。

一种具有自愈合能力的、可伸缩的压力传感膜已被合成,这种膜具有压电和导电层交替的纳米结构,如聚合物和多孔氧化石墨烯层。

自愈薄膜的应用有哪些?

自修复材料可用于广泛的应用欧洲杯足球竞彩,如建筑、桥梁、汽车部件、油漆和涂层,如果暴露在恶劣的天气条件或粗糙的磨损,它们会恢复到原来的状态。航空航天应用、汽车零部件和能源生产是其他常见的应用。管道衬垫和生物替换是这些材料的进一步潜在应用,包括关节假体。欧洲杯足球竞彩

然而,自愈薄膜是透明的,即使经过10个周期的故障修复,它们仍能传输超过99%的光,因此变得更有吸引力。因此,这些技术在构建光学透明器件方面极具前景。另一个应用是形成防雾膜,具有高亲水性和吸湿性,除了修复任何划痕的丰富的羟基在破裂边缘。

另一种用途是在防护服上设计一层自愈合的保护层,以保护农民不受有机磷化合物等农药的侵害,这些农药会被皮肤吸收,或者工厂工人接触到强烈的化学物质。这些毒素由聚电解质层组成,可能还含有酶,可以在毒素到达皮肤之前将其降解。当清洗时,暴露在水中会产生自愈合的任何缺陷,以保持涂层可重复使用。

自愈合触摸屏传感器现在可以在加热时迅速愈合自己。热固性、弹性体和具有微胶囊结构的粉末涂料正在开发中。在埃洛石纳米管中装载的防腐蚀缓蚀剂已被证明适用于自愈合耐腐蚀涂层。

DNA被设想为可用的数据存储在光学介质上,而不是电脑磁带上,分子级碳纳米管被用作晶体管和智能植入物,以确保自我修复在需要时立即开始,在传感器显示威胁已被逆转时结束。

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Liji托马斯博士

写的

Liji托马斯博士

Liji Thomas博士是一名妇产科医生,2001年毕业于喀拉拉邦卡利卡特大学政府医学院。李吉毕业后在一家私立医院做了几年全职妇产科顾问。她为数百名面临怀孕相关问题和不孕问题的患者提供咨询,并负责了2000多例分娩,一直努力实现正常分娩,而不是手术。

引用

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  • 美国心理学协会

    托马斯,Liji。(2019年3月26日)。自愈薄膜及其应用。AZoM。于2021年9月16日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=17818检索。

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    托马斯,Liji。“自愈薄膜及其应用”。AZoM.2021年9月16日。< //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=17818 >。

  • 芝加哥

    托马斯,Liji。“自愈薄膜及其应用”。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=17818。(2021年9月16日生效)。

  • 哈佛大学

    托马斯,Liji》2019。自愈薄膜及其应用.viewed September 16, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=17818。

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