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這不是科幻電影，材料也能“愈合傷口”了
導讀：自修復材料目前仍處于研究階段，但是隨著對更多領域的應用探索，自修復材料在未來或將迎來更多彩的應用前景。
【塑料機械網 科技創新】人體受傷了，細胞會自動進行增殖修復，實現傷口愈合；材料破損了，卻只能將其更換。關于材料的自體修復是科學家們一直以來想要實現的目標，但是與生物不同的是，材料既沒有生命，也沒有細胞活動，如何令其自我修復成為一個科研難題。
自修復材料，也稱為自愈合材料。自修復材料是智能材料的一個分支，它模擬了生物體損傷后自我修復的機理，其在受到損壞后，可以通過化學反應或達到穩定相修復自身，從而使其在修復甚至多次修復后仍具有與原始材料同樣優異的性能。早關于自修復材料的猜想可以追溯到二十世紀六十年代，然而實現技術上的突破取得進展則是在進入21世紀之后。
自修復材料的種類
目前自修復涂層按修復類型劃分主要包括本征型自修復涂層和外援型自修復涂層。
本征型自我修復：包括紫外光引發自修復涂層、熱可逆交聯自修復涂層、層層組裝自修復聚合物膜。
在本征型自我修復機制下，不需外加修復體系，而是通過涂層材料本身含有的特殊化學鍵或其它物理化學性質(如可逆共價鍵、非共價鍵、分子擴散等)實現自修復功能。目前用于自修復的體系有氫鍵、靜電相互作用、主客體相互作用、亞胺鍵、二硫鍵、雙網絡結構、配位鍵等可逆結構以及苯硼酸酯類自修復材料，除此之外疏水相互作用、結晶誘導、共軛作用、酰腙鍵、可逆自由基反應等也都可實現材料的自修復。
外援型自修復：包括微膠囊自修復材料、碳納米管自修復材料、納米粒子自修復材料、微脈管自修復材料和中空纖維自修復材料。
外援型自修復材料主要通過外加其他材料即修復劑來完成自修復行為。該方法需將各種修復劑體系預先包埋，然后添加到基體中，材料受損時，在外界刺激(力、pH值、溫度等)作用下致使損傷區域的修復劑釋放，從而實現自修復。但是由于修復劑與凝膠基體屬于不同物質，因此材料之間存在相界面，使修復后材料的機械性能受到影響，即修復后的材料性能較修復前有所下降。
其中，微膠囊自修復方法是目前自修復涂層領域應用多的方法，當基體或涂層材料受到損傷時膠囊破裂并釋放修復劑，當修復劑遇到基體或涂層中的催化劑時發生交聯固化反應，修復裂紋面。目前該方法已廣泛應用于涂層材料領域。
自修復材料的應用領域
自修復材料使用廣泛，在航空航天、軍用裝備、電子產品、海洋、交通、管道運輸、建筑材料、風電設備等領域均有涉獵。
防腐領域：這一領域是自修復材料應用的重要研究方向，作為具有防腐效果的自修復材料涂層，使用到大型設備的表面，可以減緩金屬的生銹。自修復防腐涂層在遭到外力破壞或損傷后，仍可自行恢復其原有的防腐效果，是一種新興的智能防護材料。
電子屏幕：在電子產品領域中，防腐材料正引起新的關注。尤其是智能手機和平板電腦屏幕上的應用，使屏幕破碎不必更換或丟棄設備，也許讓它“曬曬太陽”就自然修復了。
零件自修復：機器設備內部零件的磨損或破壞使機器運行受阻，更換繁瑣或零件造價昂貴造成成本上升，利用樹脂等其他材料二次修復易使零件本身結構增重并改變部分性能，在核心零件等方面帶來的問題尤甚。目前瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)先進復合材料工藝實驗室的研究人員，近開發出一種材料，可在結構受到損傷后輕易實現自我修復。
自修復材料的發展趨勢
自修復材料目前仍處于研究階段，但是隨著對更多領域的應用探索，自修復材料在未來或將迎來更多彩的應用前景。就目前而言，關于自修復材料的發展趨勢主要在一下幾點：優化和開發新的自修復體系；提高修復效率以及自修復循環次數；自修復功能的實現不影響基體材料的性能；自修復同時具有自診斷功能，使自修復聚合物材料成為真正意義上的仿生材料；從實驗室研究走向工程應用。
結語
隨著科研的深入，自修復材料的種類還會更多，在提倡節約型社會、綠色低碳的當下，自修復材料的研產和應用正是順應了時代的潮流。自修復材料從靈感雛形到逐步實現，其間經過了多年的努力，人類的無限想象是人類進行不斷探索的驅動力，對科技突破的渴望也將指引著人類持續鉆研。
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