据 ecoticias.com 报道，美国工程师研发出一种新型纤维复合材料，能够实现超过1000次的内部损伤自我修复。这一突破性进展有望将飞机、汽车及风力涡轮机等设备的使用寿命延长数百年。
在实验室测试中，该材料成功修复了“分层”现象，而分层是复合材料结构中一种常见的失效模式。研究人员估计，这项技术可以将复合材料部件的典型使用寿命从几十年延长至几个世纪。
现代清洁能源和低排放技术高度依赖轻量化复合材料，但这类材料往往难以修复且难以回收。通过实现关键部件的原位修复，该技术可以减少大规模部件的制造与报废需求，从而显著降低工业废弃物的产生。
解决分层难题
纤维增强聚合物（FRP）复合材料因其高强度、轻量化的特性，被广泛应用于航天器、汽车和风力涡轮机领域。然而，这类材料面临着层间分层的难题，即在裂纹形成后，材料的内部层会发生分离。
北卡罗来纳州立大学土木与环境工程教授、该研究的通讯作者杰森·帕特里克（Jason Patrick）指出，自20世纪30年代以来，层间分层一直是FRP复合材料面临的挑战。他表示，传统的FRP复合材料设计寿命通常仅为15至40年。
为了应对这一结构性弱点，这种新材料进行了两项核心升级。首先，研究团队利用3D打印技术，将一种名为EMAA的热塑性修复剂直接打印在纤维增强层上，从而形成一种图案化的中间层。
这种中间层使层压板从初始状态起就具备了比以往高出两到四倍的抗分层能力。研究人员将这一设计构想为在刚性结构中加入“柔性缝隙”，使其在压力作用下更难发生剥离。
第二项升级是在复合材料内部嵌入了薄薄的碳基加热层。当电流流经这些层时，会产生热量并熔化EMAA中间层。
研究人员将这一过程描述为“热修复”（thermal remending）。熔化的材料会渗入微裂纹中，并重新粘合受损的界面。本质上，该复合材料利用结构内部已有的材料，实现了内部的“自我焊接”。
