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太空勘探有很多进步,例如SpaceX是第一个将宇航员运送到国际空间站(Wattles,2020)的私人公司。这些进步增加了对太空勘探和一般车辆设计更安全,更耐用的材料的需求。欧洲杯足球竞彩
航天器通常涂有先进的聚合物复合材料,以提高柔韧性,易于加工,以及机械和热稳定性。虽然这些因素证明了在实现任务目标方面有价值,但在暴露于恶劣的环境因素时,聚合物复合材料变得损坏。这些包括恒定暴露于强烈的紫外线辐射,原子氧和与空间碎片碰撞导致涂层中的裂缝(朱,曹,陈和武,2019)。这些因素威胁到航天器的飞行安全性。
如何使用自我修复材料来改善飞行安全性?欧洲杯足球竞彩
在宇宙飞船中使用自愈材料时,飞行安全性急剧提高。欧洲杯足球竞彩
自我治疗材料对自己的修复损欧洲杯足球竞彩坏而没有人为干预并模仿生物系统的性质。
生物系统本质上具有愈合能力,通过凝血受损区域来补充组织,防止进一步的物质损失,然后进行愈合过程。
自我愈合系统被分成内在和外在方法。本征方法基于动态共价非共价键相互作用(XU,2012)。
外部自我愈合方法如下两个主要设计轮廓:
- 空心管方法或使用血管系统:这涉及通过材料运行称为血管的空心通道网络,以加强材料的拉伸强度。该过程涉及用高含量有吸引力的粘合单体或硬化剂填充通道。当材料损坏时,裂缝通过材料传播,使中空管打开并释放单体。单体混合并用受损部分形成粘合。硬化剂固化混合物并重建材料。单体和硬化剂可以连续地从外部来源补充,使其适用于静态结构目的。这种设计轮廓使得愈合可以反复发生,随着更多的反应代理可以始终介绍。中空管也可用于监测材料的结构健康(XU,2012)。
- capsule-based系统:该过程涉及使用分布在材料上的微胶囊。愈合剂包封在发生在损伤时在特定阈值下破裂的物质中。一旦胶囊破裂,先前包封的单体与催化剂混合,愈合化合物围绕受损区域分布。这允许在没有外部热量的情况下发生聚合反应。研究人员提出了一种UV -Responsive Micro-Capsule基于Spacecraft涂料的自修复裂缝(朱,曹,陈和武,2019)。它使用UV响应性微胶囊和TiO2纳米颗粒和聚合物壳。欧洲杯猜球平台
在损坏时,微胶囊破裂,释放愈合剂。受损区域周围的不间断粘接被空间的UV辐射分解。由环氧硅和阳离子光引发剂组成的愈合剂由于聚合物壳的快速降解速率(朱,曹,陈和武,2019)而释放。在这种情况下,通过从外力和UV辐射的刺激激活反应。
随着时间的推移,我们对自愈聚合物的理解是如何发展的?
如何将自我修复应用于不同的行业?
自愈材料在不同领域的用途不同。欧洲杯足球竞彩当产品中的微裂纹导致机械退化时,它最常用来作为产品的保护涂层,以提高产品的耐久性。
未来使用自修复材料的潜力可以在商业航空领域观察到,有几家公司正在推动商业超音速飞行。欧洲杯足球竞彩
当飞机接近音速时,空气摩擦的影响和冲击波的形成变得更加普遍。在这些飞机上使用自修复材料将提高其飞行过程中的结欧洲杯足球竞彩构完整性。
它的应用程序也超越了功能用途。许多公司为了美观而使用自愈合材料,如防刮涂层。欧洲杯足球竞彩
首批自我恢复的防涂涂层已经开发出来,估计香港城市大学的生产成本减少了80%。
这些抗涂抹涂料能够快速自愈和液体排斥。它们基于使用能够通过氢键(网络,2020)辅助的动态交联和组件的低聚物的使用。聚合物的机械性能可以通过H键的聚集进行调节,而分子量也可以改变。
参考资料及进一步阅读
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徐涛(2012)高分子材料自修复方案的研究进展。欧洲杯足球竞彩材料杂志欧洲杯线上买球科学与工程,01(02)。可用于:https://www.hilarispublisher.com/open-access/the-advance-in-self-healing-scheme-of-polymeric-欧洲杯足球竞彩materials-2169-0022.1000e101.pdf
朱,Y.,Cao,K.,陈,M.和Wu,L。(2019)在航空涂料中合成紫外线响应式自愈微胶囊及其潜在应用。ACS应用材料欧洲杯足球竞彩与接口,11(36),pp.33314-33322。可用于:https://doi.org/10.1021/acsami.9b10737
金合欢,c (2020)实时更新:Spacex尝试启动其第一个载人的航天飞行.[在线] CNN。可用于:https://edition.cnn.com/business/live-news/spacex-launch-today/index.html[2020年5月28日通过]。
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