自愈合材料

对 太空船船体的损害通常从细小的表面裂缝开始，这些细缝人 眼是无法发现的。这些微小的裂缝还会出现在材料表面的下方，这些地方比较隐蔽，根本无法看到。这些裂缝形成后会不断扩大，这势必削弱材料的承受能力，直到最后断裂。为了防止这些细缝扩大，科学家们研制出一种新型材料，它将识别损害的出现，并立即进行自我修复。这种自愈合能力将大大延长太空船的使用寿命。

这种新型自愈合材料包括三个部分：

1、复合材料 ——大部分材料都是环氧聚合物复合材料，聚合物复合材料属于高级材料，由碳、 玻璃或凯尔拉夫纤维及树脂制成，如 环氧酯、乙烯基酯或氨甲酸乙酯。

2、 用 微囊密封的修补剂——这是在修复复合材料上形成的微裂缝时使用的一种粘合剂。修补剂是一种称为 双环戊二烯或 DCPD的液体。这种液体用胶囊包裹着，里面装有小水泡，可以扩散到复合材料的各个地方。每立方厘米可容纳6 到12颗胶囊 。

3、催化剂——为了发生聚合反应，修补剂必须与催化剂接触。催化剂有一种专利产品，名为 格拉布催化剂 (Grubbs' catalyst)，可用于这种自愈合材料。催化剂与修补剂在用来弥合裂缝之前必须分离开来，这一点很重要。

当复合材料上形成微裂缝时，它会在材料表面扩散开来。因此，这条裂缝会使微胶囊破裂，从而释放出修补剂。修补剂将顺着裂缝流淌，这样就不可避免地会碰到格拉布催化剂，从而开始 聚合反应过程。这个过程最终会将裂缝粘合起来，经过测试，自愈合的复合材料能够恢复其原始强度的75%。

这种自愈合材料的应用并不仅局限于太空船。每年在工程、防御项目、海洋石油勘探、电子和生物医学方面就要消耗近2,000万吨的复合材料。我们将在许多日用品中看到这种自愈合材料的身影，其中包括聚合物复合材料电路板、人造关节、桥梁支座及网球拍 。