خودروی خود ترمیم شونده

تاکنون نمونه‌های متعددی از پلیمرهای خودترمیم را دیده‌ایم که پس از آسیب‌دیدگی، ترمیم آنها امکان‌پذیر است. یکی از روش‌های بسیار رایج، استفاده از میکروکپسول‌هاست که هنگام آسیب‌دیدگی عوامل ترمیم مثل پلیمرهای چسبنده از آنها آزاد می‌شود. محققان با استفاده از این ایده، روش جدیدی برای ایجاد قابلیت خودترمیمی در مواد کامپوزیت تقویت شده با الیاف مانند مواد مورد استفاده در هواپیماها و اتومبیل‌ها پیدا کردند.

کد خبر: ۶۸۹۹۱۸

روش جدید شامل ریزکانال‌های پر شده با رزین اپوکسی و سخت‌کننده مخصوص آن است که در میان یک کامپوزیت تقویت شده با الیاف قرار گرفته‌اند. زمانی که مواد کامپوزیت تقویت شده با الیاف دچار آسیب‌دیدگی می‌شود، شبکه‌های عروقی سه‌بعدی پاره می‌شوند، سپس دو مایع عامل ترمیم یعنی رزین اپوکسی و مایع سخت‌کننده آن آزاد و در اثر تماس با یکدیگر پلیمریزاسیون انجام می‌شود. با این روش امکان ترمیم مکرر مواد فراهم می‌شود. به گفته محققان این اولین نمایش از ترمیم مکرر در یک سیستم کامپوزیت تقویت شده با الیاف است. تا پیش از این قابلیت خودترمیمی در پلیمرها با روش‌ها و شبکه‌های مختلف وجود داشت، اما امکان انتقال آنها در کامپوزیت تقویت شده با الیاف وجود نداشت. محققان دریافتند که تنها حلقه گمشده در اینجا طراحی روش رگ‌‌زایی است. به گونه‌ای که همیشه دو مایع یعنی رزین و سخت‌کننده در آنها در جریان باشند.

محققان کشف کردند که شبکه‌های عروقی در هم تنیده بهتر از آرایش خطی عروق، امکان ترکیب موثرتر عوامل ترمیم را پس از پاره‌شدن فراهم می‌آورد. اشتراک میکروکانال‌ها به ترکیب بهتر مایعات که شبیه عصاره افرا هستند، کمک می‌کند.

ورقه‌های کامپوزیت الیاف با بافتن و پشته سازی چند لایه پارچه تقویت‌کننده ساخته می‌شوند که سپس یک رزین پلیمری متصل شونده به آنها تزریق می‌شود. محققان با استفاده از این روش با نخ ماهیگیری که از پلیمر زیست سازگار ساخته شده، الیافی به نام «الیاف قربانی» را در کامپوزیت بخیه زدند. زمانی که کامپوزیت آماده شد، تحت گرما قرار می‌گیردتا الیاف قربانی تبخیر شود و در نهایت ریزکانال‌های تهی را به‌جا بگذارد که عروق سیستم خود‌ترمیم را تشکیل می‌دهد. محققان این روند را بارها آزمایش کردند و تمام آسیب‌ها نزدیک به صددرصد بهبود یافت.