自我修复聚合物——介绍

我现在正在研究自愈聚合物的制备和表征，这是材料科学中一个很有前途的分支。以下是这种材料系统的一般概念。(从我们的集团网站上粘贴http://www.autonomic.uiuc.edu)。稍后我可能会介绍一些我目前的工作。

结构聚合物容易受到裂缝形式的破坏，这些裂缝形成于结构深处，很难检测到，几乎不可能修复。开裂导致纤维增强聚合物复合材料的机械降解;在微电子聚合物元件中，它也会导致电气故障。热疲劳和机械疲劳引起的微开裂也是聚合物胶粘剂长期存在的问题。无论应用如何，一旦聚合物材料内部形成裂缝，结构的完整性就会受到严重损害。我们已经开发出一种结构聚合物材料，它具有自动愈合裂缝的能力。

设计这种自我修复的复合材料涉及到结合聚合物科学、实验和分析力学以及复合材料加工原理的挑战。自主愈合是通过在环氧树脂基体中加入微胶囊愈合剂和催化化学触发器来实现的。当裂缝逼近时，嵌入的微胶囊破裂，通过毛细作用将愈合剂释放到裂缝面上。

愈合剂的聚合是通过与嵌入的催化剂接触而触发的，从而粘合裂纹面。损伤诱导的触发机制提供了位点特异性的自主修复控制。我们的愈合概念的另一个独特的特点是利用活性聚合(即具有未终止的链端)催化剂，从而实现多个愈合事件。我们的断裂实验产生了超过90%的韧性恢复，我们期望我们的方法将适用于其他脆性材料系统(包括陶瓷和玻璃)。

顺便说一句，自2001年以来，UIUC的AMS集团发表的两篇自然论文可以在这里找到:http://www.nature.com/nature/journal/v409/n6822/full/409794a0.html
http://www.nature.com/nature/journal/v446/n7134/full/nature05681.html