ガラス繊維および他の強化複合繊維材料は、軽量であり、航空、自動車、ナビゲーション、都市建築物およびスポーツ用具に広く使用されている。 しかし、それらは層状構造であるため、内部の損傷を検出することが困難になると分離の層があり、従来の方法で修復することはできません。 これは、複合材のより広い適用を制限する重要な理由の1つである。
最近、イリノイ大学アーバナシャンパン、Baccman Institute of Autonomous Materials System（AMS）の研究チームは、血管ネットワークの生物学的組織のような新しい自己治癒システムを開発しました。このシステムでは、化学的治癒流体が強化することができます繊維材料は、自動治癒を繰り返すことを実現します。 この自己修復システムは、長期的なリスクの問題に対処し、材料の寿命を延ばし、信頼性を向上させることが期待されています。 関連論文は、最近発行された「Advanced Materials」誌に掲載されています。
自己回復システムは、3次元血管ネットワークである。 研究者は、静脈管系の生体組織のような特殊な立体感のある模様を裁縫し、繊維材料の「縫製加工」を強化するために、環境に配慮したポリマーを使用して「ライン」を作りました。 そしてこの縫い糸は、加熱によって処理が完了した後に一時的に蒸発し、中空パルスチューブネットワークのみを残す。 静脈管は、異なる治癒剤で満たされた2つの隔離された静脈管系からなり、一方はエポキシ樹脂であり、他方は硬化剤である。
"破損が発生すると、分離されたマイクロ配管システムが破損し、血管の破裂、破損位置の2つの治癒剤がお互いに接触するように繊維材料に流出する内部の治癒剤は、ポリマーポリマーを形成する構造的接着剤、ダメージ領域は一緒につながっています。 我々はいくつかの周期的な検査を行い、基本的に全ての骨折は100％正常に治癒できた。 「この自己修復手法の利点は、材料構造を探究し、傷つく場所を見つけて手動で修復する必要がないことです」と、この論文の最初の著者であるJason Padrickは述べています。 "
「強化複合繊維における繰り返しサイクルの自動治癒を実証するのは今回が初めてです。 "論文の著者の1人、航空工学のスコットホワイト教授は、「過去に、高ポリマ材料も自動治癒であったが、それは異なる技術であり、強化繊維複合材料には使用できないことを実証した。 「私たちが開発したパルス管技術は、真ん中の欠落したリンクを補うものです。」
この論文の著者の一人であるナンシー・ソトス（Nancy Sotos）は、材料科学と工学の教授も、「パルス管システムとポリマー材料の製造プロセスのシームレスな統合は、商用アプリケーションでも有望です」と指摘しました。 "
