王啟明助理教授和南加州大學(xué)維特比工程學(xué)院的學(xué)生開始使用一種稱為光聚合的制造方法,具體指用光來硬化特定的液態(tài)樹脂材料。應(yīng)用于3D打印物體中,其能夠?qū)崿F(xiàn)自我修復(fù),團隊必須在氧化化學(xué)基團時找到*佳的混合物及比例,從而在自我修復(fù)后保持原始強度和功能。
“當(dāng)我們逐漸增加氧化劑時,自愈行為變得更強,但光聚合行為變得更弱,”王說。 “這兩種行為之間存在競爭。*終我們發(fā)現(xiàn)這種比例能夠?qū)崿F(xiàn)高度自我修復(fù)和相對快速的光聚合。”
該團隊通過打印一系列物體(包括鞋墊,軟機器人,多相復(fù)合材料和電子傳感器)測試其方法,然后將它們切成兩半。在60°C(140°F)下經(jīng)過大約2小時后,大部分物體完全自愈。由于導(dǎo)電的碳存在,電子傳感器的自我修復(fù)需要兩倍的時間。
研究人員表示,通過提高溫度可以縮短修復(fù)時間。
“事實上,在不同的溫度下 - 從40攝氏度到60攝氏度 - 材料幾乎可以愈合到100%,”該研究的*作者Kunhao Yu評論道。 “通過改變溫度,我們可以控制愈合速度,即使在室溫下,材料仍然可以自愈!
該團隊現(xiàn)在正在研究一系列可以自愈的材料的開發(fā),這些材料可以繼續(xù)生產(chǎn)自我修復(fù)的汽車部件或防彈衣。