可以自我愈合的新塑料
密歇根大学的化学工程师开发了一种新型塑料,当子弹或其他投射物穿透它时,它会自行愈合,这听起来很像《终结者》系列电影中的情节。
参与该项目的研究的斯科特·扎瓦达博士说:“我们利用分解的作用来刺激化学反应。”
Zavada和他的同事一直致力于在医学领域使用自愈材料,例如用外科粘合剂代替缝线。但是当他们听说美国国家航空航天局兰利研究中心也在进行类似技术的研究——开发能够在空间站外快速缝合宇航服和洞的新材料时,他们改变了他们的研究方向。密歇根大学的工程师开始与美国国家航空航天局合作开发一种新材料,这种材料暴露在大气中会凝固。扎瓦达说:“当我们开始与美国宇航局合作时,我们决定用接触氧气作为反应的触发机制。”
他们的目标是开发一种新材料,在破损后可以立即愈合。因为,在太空中,宇航服的裂缝和空间站外壁的缝隙可能是致命的。
扎瓦达和他的顾问蒂姆·斯科特想出了一个解决办法。他们将三正丁基硼夹在两层塑料之间,三正丁基硼是一种暴露在氧气中容易变硬的化学物质。在一侧或两侧的塑料被刺穿后,三正丁基硼将硬化并填充间隙。
有些人会提到太空中没有氧气,扎瓦达说:“我们依赖的氧气来自破裂的黑洞内部。哪里有生命,哪里就有氧气。”
斯科特说,到目前为止还没有突破。研究人员仍在思考。首先,他们需要考虑如何填补这个漏洞。为了测试补洞的结果,研究人员试图打破他们的头脑,想出了一个方法。他们把新材料放在枪靶上,然后向它开火。
这项测试是为了确保堆叠在一起的两层塑料之间没有氧气。扎瓦达说:“我们有一个专门的实验室来排放空气,所以很难去另一个实验室进行这个实验或者重建这样的条件。”
自我修复材料并不是最新的。有相当多的高分子聚合物可以自我修复,它们的应用范围从修复破裂的手机到修复雨衣上的洞。然而,由扎瓦达和斯科特开发的新材料具有迄今最快的治愈率。他们说愈合速度取决于洞的大小和与氧气接触的速度,通常可以在几秒钟内完成。斯科特说:“我们的新塑料适合那些需要快速愈合的场合。”
下个月,研究小组将把新材料送到位于克利夫兰的美国宇航局格伦研究中心,在模拟空间进行控制条件测试。到目前为止,他们所做的所有测试都是在大气压力下进行的,所以他们想看看这种新材料在零重力下的表现。研究人员希望在年底前完成测试。之后,他们将把这种塑料交给美国国家航空航天局,看看它是否能应用于宇航服和空间站,因为太空碎片很有可能会穿透空间站。
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