材料技术突破 - 研究人员开发出一种新型自愈复合材料，其韧性远超目前用于飞机机翼、涡轮叶片等领域的材料，并且能够自我修复超过1000次 [2] - 该自修复策略可将传统纤维增强复合材料的使用寿命从目前的数十年延长至数百年 [2] - 该技术旨在解决纤维增强聚合物复合材料自20世纪30年代以来面临的层间分层挑战，使部件寿命远超传统材料15至40年的典型寿命 [2] 技术原理与构成 - 自修复材料在传统纤维增强聚合物复合材料基础上增加了两个特性：一是将热塑性修复剂3D打印到纤维层上形成图案化中间层，使抗分层性能提高2到4倍；二是嵌入薄的碳基加热层，通电后加热熔化修复剂流入裂纹实现重新粘合 [2] - 材料由多层纤维（如玻璃纤维或碳纤维）通过聚合物基体（如环氧树脂）粘合而成，3D打印的修复剂在纤维增强层上形成覆盖层 [2] 性能测试结果 - 研究团队通过自动化测试系统进行了1000次断裂—愈合循环测试，比之前的记录高出一个数量级 [2] - 自愈材料的初始抗断裂能力远高于未改性复合材料，在至少500次循环中，其抗裂性能优于目前市面上的层压复合材料 [2] - 虽然材料的层间韧性在反复修复后会缓慢下降，但下降速度非常慢 [2] 应用前景与经济效益 - 该技术可大大降低更换受损复合材料部件的成本和人工成本，并减少许多工业部门消耗的能源和产生的废物量 [2] - 对于飞机、风力涡轮机等大型昂贵技术具有显著价值，对于在难以接近环境（如航天器）中运行的技术尤为重要 [2] - 在实际应用中，若每季度修复一次，材料寿命可达125年；若每年修复一次，寿命可达500年 [2] 技术发展与商业化 - 研究揭示了修复能力缓慢下降的原因，包括增强纤维逐渐断裂产生微碎片，以及修复剂与纤维和基体的化学反应随时间减弱 [2] - 研究人员预测，通过统计模型可以实现永久修复 [2] - 该技术已通过初创公司Structeryx Inc.申请专利并进行了许可 [2]