美开发出自我修复系统可瞬间修复故障电路
发布时间：2011-12-29 10:35
发布者：李宽
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美国伊利诺伊大学(University of Illinois)的研究团队开发出一种自我修复(self-healing)系统，能在一瞬间将损坏电路的导电性(electrical conductivity)恢复。该研究团队是由航天工程教授Scott White与材料科学教授Nancy Sottos所率领，研究成果刊载于学术期刊《Advanced Materials》。 该自我修复系统有一种储存在微胶囊(microcapsules)中的液态金属，当电路损坏时就会被释放出来，填充破损电路的间隙，让电流得以恢复。White表示，该研究成果的价值在于是采用微胶囊自我修复方案、并将之应用于全新功能的首例：“先前的相关研究都是以结构的修复为主，而我们的研究是导电性的恢复，显示了此概念也能转移到其他领域。” 在液态金属迅速填充电路裂缝之前，故障所造成的电流中断仅会持续几微秒(microseconds)。研究人员证明，其实验样本中有九成能自我恢复到初始导电性的99%，甚至在使用较少量微胶囊的情况下也如此。而且这种自我修复系统还有局部化(localized)与自发性(autonomous)的优势。 研究人员指出，由于微胶囊是在电路裂缝出现时才会被打开，所以修复功能只会在损坏点发生。此外，这种修复功能不需要人为介入或诊断，因此对于不可能为了修复而做破坏的应用来说是一大福音，例如电池内的电路；也很适合寻找故障发生来源特别困难的应用，例如航空设备或是太空船。 
“在航天器内，特别是国防用的航天器，通常有长达数里的导电线路；”Sottos表示，“你不会总是知道故障在何处发生，因此采用能自我修复的元件是很理想的──就算我们无法得知故障在哪里，它们自己也会知道何处损坏。” 接下来研究人员打算进一步优化该系统，并拓展微胶囊的性能、让导电性可以被控制。研究人员对于将该微胶囊自我修复方案应用于电池内特别有兴趣，期望能改善其安全性与延长其寿命。这项研究是由美国能源部所赞助。 |
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