近日，英國布里斯托大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)宣布開發(fā)出一種通過類似人體皮膚傷口愈合機(jī)理，可以在飛機(jī)飛行過程中自動(dòng)修復(fù)機(jī)翼損傷的技術(shù)。

團(tuán)隊(duì)主要針對(duì)現(xiàn)代飛機(jī)中大量使用的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料展開研究。他們開發(fā)出僅有頭發(fā)絲寬，內(nèi)部填充修復(fù)劑的微型空心膠囊，并添加到復(fù)合材料中。當(dāng)膠囊破裂，內(nèi)部的修復(fù)劑流出并與事先添加到材料中的催化劑接觸，發(fā)生硬化并逐步粘合裂紋。研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Duncan Wass教授表示這種方法是受人體傷害愈合的啟發(fā)，從而嘗試在人造結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)類似功能。目前，這種技術(shù)僅能修復(fù)微小裂紋，而非顯著的結(jié)構(gòu)破壞。但這些微小的裂紋如果沒有被檢測到，往往也會(huì)引發(fā)更大的問題，嚴(yán)重危害飛機(jī)安全。研究人員表示并不需要在整架飛機(jī)上使用含有微膠囊材料，而是可以依據(jù)現(xiàn)有的飛機(jī)結(jié)構(gòu)知識(shí)，在容易發(fā)生損傷的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域使用。

自修復(fù)技術(shù)并非一種全新的技術(shù)，可以自我修復(fù)細(xì)微劃痕的汽車涂料技術(shù)早已存在。但Wass教授強(qiáng)調(diào)，對(duì)飛機(jī)而言，進(jìn)行修復(fù)工作需要做的不僅僅是使材料表面恢復(fù)原來的相貌，而且需要達(dá)到很高的強(qiáng)度。此外，還需要保證自修復(fù)技術(shù)在不同環(huán)境中都保持相同的效果。飛機(jī)在高緯度地區(qū)飛行時(shí)，周圍溫度極低，但在迪拜等地區(qū)，溫度卻高達(dá)40℃，環(huán)境溫度跨度大，是自修復(fù)技術(shù)面臨的重要挑戰(zhàn)。自修復(fù)機(jī)翼技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化不僅需要解決現(xiàn)有的問題，還要引起航空業(yè)的興趣，并愿意將之應(yīng)用。

波音公司宣稱已花費(fèi)很多年來研究自修復(fù)涂層及相關(guān)技術(shù)，但該技術(shù)應(yīng)用在產(chǎn)品上還為時(shí)尚早。Wass教授也認(rèn)為此項(xiàng)研究比較超前，還有許多技術(shù)細(xì)節(jié)問題需要解決，離實(shí)際應(yīng)用還有5-10年的距離。而且對(duì)飛機(jī)而言，安全性是第一位的，因此自修復(fù)飛機(jī)問世還有很多工作要做。此外，這種修復(fù)技術(shù)可以應(yīng)用于任何一種碳纖維復(fù)合材料，因此理論上可以在海上風(fēng)力發(fā)電葉片、運(yùn)動(dòng)裝備等復(fù)合材料結(jié)構(gòu)上率先取得應(yīng)用。

文/商飛 北方科技信息研究所

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