自我修复陶瓷;空间聚合物;自治的材料。
自我修复陶瓷
德州农工大学发现了一种新的陶瓷的自愈机制这项技术有朝一日可能被用于喷气发动机、高超声速飞机和核反应堆。
据介绍，陶瓷包括各种既非金属也非有机的材料，而是晶体状和/或玻璃状的马里兰大学．一个常见的例子是粘土，它被塑形，然后在窑中加热。这反过来形成砖，陶器或瓷砖。
据马里兰大学介绍，陶瓷材料还被用于制造火花塞、光纤、人造关节、航天飞机瓦片、灶台、赛车制动器、化学传感器、轴承、防弹衣和滑雪板。陶瓷也用于电子领域。某些IC封装和超导体使用这些材料。
陶瓷能抵御高温和极端环境。这个问题?据德克萨斯农工大学称，它们很脆弱，很容易破裂。
作为回应，德州农工大学已经展示了一种机制，可以愈合陶瓷中形成的裂缝，即使在室温下也是如此。研究人员在一种使用MAX相的陶瓷中发现了一种自我修复机制。这些材料潜在地防止了陶瓷的灾难性失效。自修复材料对高温和极端环境(如MAX相)具有弹性，是喷气发动机、核反应堆和其他系统等下一代技术的理想选择。
MAX相涉及一种称为三元碳化物的材料。简单地说，原子层状的三元碳化物材料是在陶瓷内部层状的。
德克萨斯农工大学材料科学与工程系教授Miladin Radovic说:“想象一下，一条普通的面包，它是均匀的，所以如果我把它切片，每一片看起来都是一样的——在思想上与传统的陶瓷相似。”“但MAX阶段是分层的，就像两片面包之间夹着花生酱的花生酱三明治。”
这类陶瓷材料的晶体很容易沿着弱结合的晶体平面断裂。然而，一种深奥的变形模式的开始，被称为这些材料中的扭结，引起了巨大的晶体旋转和塑性变形，从而在物理上愈合了裂缝。这意味着许多其他层状陶瓷材料的韧性，其更广泛的应用受到其对灾难性断裂的敏感性的限制，也可以通过微观结构工程来增强，以促进扭结和裂纹愈合，”Hemant Rathod解释说，他是德克萨斯州A&M大学材料科学与工程系的博士生，也是《纽约大学学报》一篇论文的主要作者科技期刊《科学进展》．
拉索德说:“这种扭结或自我修复机制可以反复发生，以闭合新形成的裂缝，从而延缓材料的失效。”
德克萨斯农工大学材料科学与工程系助理教授、该研究的通讯作者Ankit Srivastava说:“MAX相真正令人兴奋的是，它们很容易在载荷下形成扭结带，即使在室温下也能自愈合裂缝，使它们适用于各种高级结构应用。”
空间聚合物
伊利诺伊大学香槟分校(UIUC)已经开发自修复高分子材料供国际空间站国家实验室使用。
几种热塑性材料用于航空航天应用，如电线绝缘，热毯和金属表面涂层。但众所周知，由于辐射和极端温度，这些材料会在太空中降解。
这对国际空间站(ISS)来说可能是个问题。国际空间站是公司、政府机构和大学的研究实验室。一段时间以来，国际空间站上的宇航员在轨道实验室进行了大量来自不同组织的实验。
与此同时，UIUC开发了一种新型的3d打印聚双环戊二烯(pDCPD)基热固性聚合物。这些材料在加热时变硬，这可能为太空应用提供更持久的选择。pDCPD是一种轻质热固性材料，用于制造汽车车身面板和航空部件。
“我们使用的材料是新型纳米复合材料，基于热固性聚二环戊二烯(pDCPD)基质与自愈合成分的混合，与传统的热固性聚合物相比，它可以在几分钟到几小时内固化，而传统的热固性聚合物需要在高压灭菌器中固化几天。此外，这些基于pdcpd的新型材料适用于增材制造技术，有可能在太空中快速制造或修复部件，”伊利诺伊大学香槟分校航空航天工程系博士后学者Debashish Das说。
研究人员将在地面实验室合成测试材料，然后将这些材料发射到国际空间站进行测试。太空科学促进中心(CASIS)商业创新经理、国际空间站国家实验室经理Etop Esen说:“伊利诺伊大学伊利诺伊分校选择性高温合成与3D打印的创新耦合，为利用空间或地球原位资源制造新材料提供了一条途径。”“该项目将确定通过这种方法生产的pDCPD聚合物是否比传统制造的聚合物(如目前用于苛刻的航空航天应用的Kapton或Teflon)更耐用。”
自治的材料
印度科学教育与研究所、印度理工学院卡拉格布尔和亚琛工业大学发现了一种自愈压电分子晶体。
“自主恢复形状或自我修复的能力是非常有用的特性，已经被应用到包括金属和聚合物在内的一系列材料中。”研究人员在《科学》杂志上说．Bhunia等人发现，这两种能力都可以在压电分子晶体中实现，特别是联吡唑有机晶体。当晶体断裂时，它们会形成相互吸引的带电表面，只要它们保持在彼此的临界距离内，就能将两个表面拉到一起，从而实现自我修复。这种效应也可以在其他非中心对称压电晶体中看到。”
基于网络的新闻服务Science X，解释这一切是如何工作的．
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