能“断肢再生”的混凝土
动物在适应环境的生存过程中,能够形成特殊的“自修复”能力。例如,壁虎遇到危险时会自动切断自己的尾巴来吸引天敌,趁机逃跑,差不多一个星期后就会再生出新的尾巴;水螅的头,即使将它“千刀万剐”,结果每一段都能长成一个完整的水螅。于是,材料科学家从仿生学的角度思考:能不能试验、制作出能自行修复、类似于“断肢再生”的混凝土呢?想想也是,全世界漫布城乡、星罗棋布的道路,在日晒雨淋、车辆重压的情况下,总免不了损伤和开裂,如果混凝土像动物那样能自修复*,该有多大的意义啊!
专家们认识到,自修复的核心是物质补给和能量补给,其过程是由生长活性因子来完成的。自修复混凝土就是模仿动物的骨组织结构遭受创伤后的再生、恢复机理,采用修复胶粘剂和混凝土材料相复合的方法,对材料损伤破坏具有自修复和再生的功能,恢复甚至提高材料性能的一种新型复合材料,它也是一种智能混凝土。
智能混凝土是材料学的一个研究分支,其起源可追溯到20世纪60年代,近年来,国内外虽然先后开展了智能仿生混凝土的研究,并取得了一些有价值的成果。如相继出现的水泥基导电复合材料、水泥基磁性复合材料、具有屏蔽磁场和电磁波的水泥基复合材料、损伤自诊断水泥基复合材料、自动调节环境温度、湿度的水泥基复合材料等,但是如何对混凝土结构的裂纹和损伤进行及时、有效、快速的修复和愈合,还未形成比较完善的理论和成熟的工艺技术,目前只有美国、日本等少数国家处于实验室探索阶段,尚未取得实质性的进展。(www.xing528.com)
知识链接
学者设想具有自修复能力的材料模型为:在材料的基体中布有许多细小纤维的管道,管中装有可流动的修复剂。一旦材料基体开裂,纤维随之裂开,修复剂就自动流淌到开裂处,从而修复材料。
1948年4月7日,世界卫生组织成立,4月7日为“世界卫生日”。
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