终结者要来了?美科学家研发出会自愈的3D材料(图)

作为改进未来无人驾驶飞机和机器人飞行器研究的一部分，美国陆军研究人员与德州农工大学进行了合作，创造了一种新型聚合物材料，这种材料可以变形并自愈。

根据陆军作战能力发展司令部(CCDC)陆军研究实验室的一份新闻稿表示，在早期的研究中，这种首创的3D环氧树脂基材料可以对刺激作出反应，研究人员希望这种材料有朝一日可以加入智能技术，使得它可以在没有任何外部控制的情况下适应其周边环境。

CCDC的航空工程师和这项工作的主要研究员Frank Gardea说：“我们想要的是一个可以同时提供结构、传感和响应的材料系统。”

Gardea设想了一个适用于空中和地面任务的未来平台，这个平台具有“好莱坞电影《终结者2》中T-1000那样的结构变形特征”。

在这部大热的电影中，终结者是由液态金属制成的，它的手臂可以变成尖锐的武器，在被12口径的猎枪和40毫米的榴弹发射器击中后，它还可以自我修复。

到目前为止，这种材料对温度有反应，研究人员首先选择温度这个条件是因为它在实验室测试中易于使用。

Gardea在新闻稿中说，在现实世界中，用温度刺激材料并不容易也不太实用，所以他们引入了光反应，因为用光更容易控制和远程应用。

聚合物是由重复的单元组成的，就像链上的链环一样。根据新闻稿表示，对于较软的聚合物，这些链只通过交联轻微地相互连接，链之间的交联越多，材料的硬度就越高。

Gardea说：“大多数交联材料，尤其是那些3D打印的材料，往往有一个固定的形式，也就是说，你的材料一旦做好了之后不能再加工或融化。而这种新材料具有动态的链，使得该材料可以多次从液体变成固体，这就使得它可以通过3D打印出来和回收。”

根据通稿，这些动态键导致了一种独特的形状记忆行为，因此材料可以被编程和触发，以回到记忆的形状。

“引入到聚合物链的灵活性使这种材料能够以前所未有的方式进行微调，并获得橡胶的柔软性或承重塑料的强度，”新闻稿补充说。

该实验室车辆技术理事会的副首席科学家Bryan Glaz在新闻稿中表示，此前在适应性材料方面的大部分研究都是针对材料系统，但是这些材料系统要么过于柔软不适用于结构应用，要么是不适用于平台开发。

这项研究仍处于发现阶段。据新闻稿称，该团队一开始的时候本来是尝试开发一种可用于结构应用的3D打印材料，这种材料可用于打印无人机甚至旋翼飞机的组件。

在这次探索性研究中，项目官员注意到，在失败后，材料的表面变得活跃，Gardea说，“很容易粘在一起，”并补充说，这一发现促使研究人员调查这种材料的自我修复能力。

接下来的步骤就是增强刺激行为和愈合行为，以及引入多反应性，并使材料对温度和光以外的刺激做出反应，Gardea说。

Glaz说，这项研究只是探索研究项目的一部分，该探索项目着眼于可能在30至50年后颠覆当前科学技术范式的新科学发展。

他补充说，该团队的科学进步标志着“在实现深度未来平台的科学可能性上迈出了第一步。”

编译/前瞻高端装备研究组

原文来源：https://www.military.com/daily-news/2020/08/19/army-researchers-dream-new-self-healing-material-will-lead-terminator-technology.html 阅读原文