德國大眾汽車推出一款時尚跑車帕薩特CC,該車裝有“自動愈合傷口”功能的新型輪胎ContiSeal。帕薩特CC成為第一輛配備這種輪胎的面向市場投放的車。
據報道,在10月9日的帕薩特CC發(fā)布會上,德國大陸(Continental)輪胎公司為其新發(fā)明的ContiSeal輪胎架設了一座展臺,展示了神奇一幕:把一根長長的釘子刺進輪胎后,稍稍轉動輪胎,釘子造成的傷口竟在短時間內愈合了。其實這種輪胎的內壁涂有一層類似瀝青的穿孔密封劑,當輪胎被釘子刺破,這層涂劑就會向破洞處擠,并快速填補“傷口”。所以當車胎被刺破時,大可不必停下車來換備胎。但前提是破洞不能太大,直徑別超過5毫米。
這種“自愈”輪胎像人體一樣擁有免疫系統(tǒng)。當人體某處受到損傷時,免疫系統(tǒng)立刻啟動,血液循環(huán)及時將體內的治療藥物送到傷口并對其進行治療。而這種輪胎所用的橡膠材料內部含有數百萬個充滿液體的微型膠囊,這些膠囊壁厚0.1毫米,細如發(fā)絲卻威力無窮。一旦橡膠材料表面出現了裂紋,膠囊壁就會破裂并釋放出液態(tài)的“修復劑”,在催化劑的幫助下,修復劑涌入裂縫,瞬間彌合。采用這種技術的輪胎等產品的壽命會延長兩三倍。測試表明,自我修復系統(tǒng)將受損材料的強度恢復到原來75%。
新型衣物“想破也難”
除了用于制造自我修復輪胎的橡膠外,科學家們還在開發(fā)其他能自我療傷的新材料。法國國家科研中心下屬的化學和軟物質材料實驗室,發(fā)現了一種可以不借助任何黏合劑就能自我修復的彈性材料。這種新材料的問世,為今后制造出“可自我修復”的玩具等各類產品提供了可能。
負責該項目的法國科學家魯德威克?雷布勒介紹,這種神奇的新材料是由從植物中提煉出的脂肪酸合成所得,是由眾多小分子結構混合成超大分子網絡結構而成,一旦這種超大分子網絡結構被打破而出現碎裂,其中的小分子就會自動重新回到結構中,并表現出原有的彈性。這種材料可以像橡膠一樣被拉長,也會像橡膠一樣被扯成兩段,把兩處斷口放在一起時,斷口處的分子會自行配對,尋找新的“同伴”并粘合。但如果兩處斷口在幾小時內沒有被放到一起,則斷口處的分子將和附近的其他分子結合,材料就不能再被修復了。
這種新材料的應用領域將十分廣闊,因為它可以進行多次自我修復。如果這種材料用在玩具上,小孩怎么摔玩具,大人都不心疼了,摔壞了它又可以重新愈合。用在鞋業(yè)制造上,則會做出“永不磨損變形”的鞋底。用這種材料做成的衣服,衣服上磨出的洞或孔會自動“愈合”,達到“想破也難”的程度。這種新材料還能用來制造發(fā)動機的一些零部件,從而延長發(fā)動機使用壽命并大幅降低維修率。
目前,已有兩大系列的這類新材料產品準備投放市場,如不變形的超級瀝青和有強抵抗力的超大分子結構的塑料制品。
飛機自愈保安全
飛機使用時間長了,外殼會出現小孔和裂縫,機械師在例行維護檢查中也能發(fā)現此類問題。不過,英國科學家開發(fā)的一種技術,通過模擬自然愈合過程,能讓飛機具有自愈能力。這項創(chuàng)新會顯著提高航空的安全性,同時激勵技術人員開發(fā)更輕型的飛機,將生物模擬技術引入航空領域。
領導這項研究的英國布里斯托爾大學航空航天學教授伊恩?邦德博士說:“我們在開發(fā)一種特殊的復合材料,這種材料在受到擠壓或損壞時會‘流出’樹脂,有效形成可修復飛機‘傷口’的‘痂疤’。合成材料是由空心纖維制成的,在纖維中塞滿環(huán)氧樹脂。一旦有空洞或裂縫出現,環(huán)氧樹脂就會流出來,封住破裂處。研究人員給環(huán)氧樹脂加上顏色,使機械師更易于發(fā)現修補處,以便進行永久性修復。
這種方法能處理肉眼很難看見的微小損傷,如大氣層中的微小顆粒與飛機碰撞產生的損傷。如果沒有被發(fā)現,這些小傷積累起來,會對飛行安全構成嚴重破壞。
由于這種能自愈的纖維增強聚合物具備整體可靠性和安全性,科學家們有信心使它完全取代鋁。這樣就能開發(fā)出更輕、能效更高、污染更低的飛機、汽車和航天器。研究人員認為,這項技術會在4年內投入商業(yè)使用。