超級材料問世 比鋼堅韌比鋁輕 還能自癒

【新!!:北京時間2025年08月27日訊】美國德州一所大學,研發出一種革命性的新型複合材料,其韌性比鋼鐵高數倍,重量卻比鋁還輕,更驚人的是它能自我修復並可回收再利用!這項突破性技術有望改變航太汽車和國防工業的未來,為高階製造開闢新道路。

傳統上,航太汽車工業使用的材料雖然強度高、耐磨性好,但長期暴露在高溫、濕氣或機械壓力下,難免逐漸損耗,影響性能。為此,美國德州農工大學(Texas A&M University)與美國塔爾薩大學(University of Tulsa)的研究人員,將芳香族熱固性共聚酯(ATSP)與碳纖維結合,打造出這款超級材料

這款材料的獨特之處在於它的「自癒」能力。當材料受損後,加熱至160°C會觸發玻璃化現象,讓內部分子鏈開始移動;若溫度再升高,分子鏈能完全激活,進行交換與癒合,實現真正的自我修復。研究團隊對材料進行撕裂測試後,將其加熱至280°C兩小時,結果顯示即使經過兩次損傷修復循環,材料的斷裂韌性仍然很高,幾乎完全恢復原狀。

不過,研究也發現,經過五次壓力循環後,材料因機械磨損導致修復效率下降約20%,但其化學穩定性和自癒能力仍遠超現有材料。研究人員還觀察到,這款材料在202°C至490°C的溫度範圍內保持穩定,超過490°C才會開始分解。

研究團隊稱,這種材料就如同「皮膚」一樣,能拉伸、癒合,並在多次壓力下保持可靠。更厲害的是,它能「記住」原始形狀,甚至修復後變得比最初製造時更加穩固。德州農工大學航空航天工程教授納拉吉(Mohammad Naraghi)表示,這種特性讓它在航太領域有助於確保零件在極端環境下的安全;在汽車工業中,則能讓車身在碰撞後恢復形狀,有望顯著提升安全性。

《新聞直擊》製作組

(責任編輯:盧勇信)

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