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可“自愈”電路電子線路的誕生，使萬(wàn)物走向智能化，但其脆弱易毀的缺點(diǎn)一直制約著各類電子產(chǎn)品的性能與耐用度。許多自然生物具有強(qiáng)大的生命力與自我修復(fù)的能力，若脆弱的電路能夠模仿這種特性，則能極大提升其品質(zhì)效益、擴(kuò)展應(yīng)用范圍。 前不久，美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員在《自然材料》雜志發(fā)表文章稱，他們發(fā)明了一種可在遭受極端機(jī)械損傷后自行修復(fù)的柔性復(fù)合材料，為提高電路壽命提供了新的可能性。這種柔性復(fù)合材料由懸浮在軟彈性體中的液態(tài)金屬液滴組成，當(dāng)遭受損壞時(shí)，液滴破裂后與鄰近的液滴形成新的連接，在沒有中斷線路的情況下重新導(dǎo)通電信號(hào)。使用這種導(dǎo)線材料制造的電路，在被切斷、刺穿或移除材料后，仍然能保持完美連續(xù)運(yùn)行。這項(xiàng)技術(shù)使柔性電子器件和機(jī)器有機(jī)結(jié)合，展現(xiàn)出柔軟生物組織和有機(jī)體的非凡恢復(fù)能力，為進(jìn)一步推動(dòng)仿生機(jī)器人技術(shù)、人機(jī)交互和可穿戴計(jì)算設(shè)備的發(fā)展和完善提供了新的支撐。
可“自愈”混凝土工程建筑老化后，一般會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)和裂縫，若不及時(shí)保養(yǎng)修復(fù)，暴露在空氣中的水、氧氣、二氧化碳等物質(zhì)就會(huì)沿著縫隙擴(kuò)展侵蝕到鋼筋，從而破壞建筑物整體結(jié)構(gòu)。近期，美國(guó)賓漢姆頓大學(xué)和紐約州立大學(xué)的研究人員共同開發(fā)出一種新型真菌自愈混凝土，可以幫助修復(fù)老化混凝土的永久裂縫，這將有助于拯救破敗的基礎(chǔ)設(shè)施。這種混凝土中混合的真菌被稱為木霉菌，當(dāng)這種真菌搭配相應(yīng)比例的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與混凝土混合時(shí)，它會(huì)一直處于休眠狀態(tài)。直到建筑物的第一道裂縫出現(xiàn)后，在水和氧氣的作用下，休眠的真菌孢子就會(huì)發(fā)芽、生長(zhǎng)并沉淀碳酸鈣，從而填補(bǔ)裂紋。當(dāng)裂縫被完全填滿時(shí)，缺少水和氧氣的真菌孢子將轉(zhuǎn)換至休眠狀態(tài)。如果未來(lái)再產(chǎn)生裂縫，孢子則會(huì)再次被喚醒。據(jù)研究人員介紹，如何解決木霉菌在混凝土惡劣環(huán)境中保持長(zhǎng)期活性的問題尚有一定困難，為此他們已將目光投向更多可替代的微生物，并希望這種混凝土能成為未來(lái)工程建筑的首選。
可“自愈”橡膠機(jī)動(dòng)車因爆胎引發(fā)的事故屢見不鮮，如何減少因爆胎而造傷亡是人們長(zhǎng)期關(guān)注的問題。近期，美國(guó)《先進(jìn)材料》雜志刊文，介紹了一種可“自愈”橡膠。采用這種橡膠，輪胎爆胎后可以在機(jī)動(dòng)車行進(jìn)中自我修復(fù)，并像天然橡膠一樣強(qiáng)韌，提高了機(jī)動(dòng)車的整體安全性。普通橡膠里的分子由高強(qiáng)度的共價(jià)鍵相連，但斷裂后無(wú)法恢復(fù)。曾有科學(xué)家將其改由氫鍵連接，斷裂后可以恢復(fù)，但強(qiáng)度較低。于是，科研人員在此基礎(chǔ)上開發(fā)了一種“分子繩”，將原本很難共處的氫鍵和共價(jià)鍵結(jié)合在一起，允許它們?cè)诜肿映叨壬暇鶆蚧旌?，從而制造出一種透明堅(jiān)韌、可以“自愈”的橡膠。當(dāng)這種新型橡膠受到拉力時(shí)，會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)狀紋路，形似裂紋且不會(huì)完全裂開，并形成一些纖維狀的連接物。拉力消失后，橡膠恢復(fù)原狀，同時(shí)保留約30%的抗拉強(qiáng)度。這項(xiàng)技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用前景，例如用于制造軍用裝備的輪胎，受損后無(wú)須立即更換，可提高其戰(zhàn)場(chǎng)生存能力。
