金屬表面從此有了劃傷自愈功能 德國弗勞恩霍夫研究所網(wǎng)站近日發(fā)布消息稱,該所研究人員開發(fā)出含納米囊體的電鍍涂層技術(shù),可在涂層受損時釋放修補液,修補劃痕,從而向制造具有自愈功能的金屬表面又邁出了一步。 創(chuàng)造出如人體皮膚一樣的金屬表面一直是工程師們的夢想。人體皮膚具有自愈功能,小的擦傷和傷口會很快愈合,且不留疤痕。工程師們一直努力想使其他材料也具有這種自愈功能。其設(shè)計方案是通過電鍍層中均勻分布的充滿液體的小囊來達(dá)到目的:一旦涂層受損,破損處的小囊會破裂,流出的液體會“修補”劃傷。但目前為止,這個方案受制于囊體體積而無法成功,因為對于約20微米厚的電鍍層來說,10微米至15微米的囊體太大了,會改變電鍍層的力學(xué)性能。 德國弗勞恩霍夫研究所和杜伊斯堡艾森大學(xué)的研究人員在大眾基金會的資助下,開發(fā)出新的加工工藝,可制造出含有納米囊的電鍍層。這些小囊的直徑只有幾百納米,與原來的囊體相比根本不在一個數(shù)量級。研究所的馬丁·梅茨納博士指出,該工藝的關(guān)鍵在于制作電鍍層時不破壞納米囊。因為這些納米囊的囊壁很薄,極易破裂,而用于電鍍加工的電解液具有極強(qiáng)的化學(xué)性質(zhì),可輕易地使其遭到破壞。因此,研究人員需根據(jù)不同的電解液,使用可與之兼容的材料來制造這些納米囊。 有了納米囊涂層,金屬就具有了表面劃傷自愈功能。例如機(jī)械軸承,如果缺少潤滑劑,其部分電鍍層會被破壞,破裂的納米囊會釋放出潤滑劑,使軸承免遭損壞。 目前,研究人員已經(jīng)制造出含有納米囊的銅、鎳、鋅涂料,盡管其表面覆蓋度不過幾厘米。專家估計,要完成整個部件的涂層工作需要一年半到兩年的時間。而研究小組的下一步工作是要設(shè)計出更復(fù)雜的系統(tǒng)——包括填充不同液體的納米囊,其中的液體可如雙組分膠粘劑一樣相互反應(yīng)。 |