Glasvezel en andere versterkte composietvezelmaterialen zijn lichtgewicht en worden veel gebruikt in luchtvaart, auto's, navigatie, stedelijke gebouwen en sportapparatuur. Echter, omdat ze gelaagde structuren zijn, kunnen er scheidingslagen zijn, zodra de interne beschadiging moeilijk te detecteren is en niet met traditionele methoden kan worden gerepareerd. Dit is een van de belangrijke redenen die de bredere toepassing van composieten beperken.
Onlangs ontwikkelde de universiteit van Illinois in Urbana-Champagne het onderzoeksteam van het Baccman Institute of Autonomous Materials System (AMS) een nieuw zelfhelend systeem, zoals het biologische weefsel van het vaatnetwerk, waarin de chemische geneeskrachtige vloeistof kan helpen versterken Het vezelmateriaal om herhaalde automatische genezing te bereiken. Dit zelfhelende systeem is veelbelovend om langdurige risicoproblemen aan te pakken, het materiële leven te verlengen en de betrouwbaarheid te verbeteren. De relevante papieren worden gepubliceerd in het recent gepubliceerde magazine "Advanced Materials".
Het zelfhelende systeem is een driedimensionaal vaatnetwerk. De onderzoekers gebruikten milieuvriendelijk polymeer om "lijn" te maken, om vezelmateriaal te "naaien" te versterken, om speciaal textuur driedimensionaal patroon te naaien, zoals biologisch weefsel in de aderbuis. En deze naaigaren is tijdelijk, nadat de verwerking is voltooid door verhitting verdampt, waardoor alleen het holle pulsbuisnetwerk wordt verlaten. De aderbuis bestaat uit twee geïsoleerde aderbuissystemen, die zijn geladen met verschillende genezende middelen, één is epoxyhars en de andere is verhardingsmiddel.
"Wanneer de fractuur optreedt, breekt het geïsoleerde micropijpsysteem het genezende middel in de uitloop in het vezelmateriaal, aangezien het bloedvatbreuk, twee genezende middelen in de fractuurpositie met elkaar in contact komen, een polymeerpolymeer zal vormen, zoals Een structurele lijm, het schadegebied dat samen is verbonden. " We hebben een aantal cyclische tests uitgevoerd en in principe waren alle fracturen 100% succesvol gesond. "Het voordeel van deze zelfhelende aanpak is dat we de materiaalstructuur niet moeten verkennen, erachter komen waar het pijn doet en handmatig repareren," zei Jason Padrick, de eerste auteur van het papier. "
"Dit is de eerste keer om de automatische genezing van herhalende cycli in de versterkte samengestelde vezels aan te tonen." "Een van de auteurs van de paper Communications, luchtvaart engineering professor Scott White zei," In het verleden heeft aangetoond dat het hoge poly materiaal is ook automatische genezing, maar dat is een andere technologie, kan niet worden gebruikt in de versterkte vezel composieten. "De Pulse-tube technologie die we ontwikkelden compenseert voor de ontbrekende link in het midden."
Nancy Sotos, een van de auteurs van het papier, de hoogleraar materiële wetenschappen en techniek, wijst er ook op dat "naadloze integratie van het polsbuissysteem en het proces van het produceren van polymere materialen ook veelbelovend is in commerciële toepassingen." "
