自我修复的航天材料 | 科学60秒

作者: Christopher Intagliata

来源: 环球科学

发布日期: 2015-12-24

本文介绍了由密歇根大学的Timothy Scott团队开发的一种自我修复航天材料,该材料能在撞击后一秒内自我愈合,旨在为宇航员提供更安全的保护。文章还提到了这种材料的设计原理和测试结果,以及其在太空环境中的潜在应用和成本效益。

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请想象一个好莱坞式的场景:你驾着心爱的宇宙飞船,在你和茫茫星际空间中间只隔着一层太空舱壁,这时一个之前航天器上掉下来的螺栓出现在你的航道上。这块太空垃圾速度可不慢,要是跟它怼上了,得给你的飞船来个对儿穿。这么一来,舱室里的宝贵气体就会从破洞里喷薄而出,用脚后跟想都知道,得赶紧把洞给补上。

以上的倒霉场景是由Timothy Scott设想的,他是密歇根大学安娜堡分校(University of Michigan, Ann Arbor)的聚合物科学家。这个家伙和他的团队针对这种太空灾难提出了一种可能的解决方案:一种可以在撞击后一秒内自我愈合的材料。

吃过冰激凌三明治么,这个材料结构和它差不多。这种三明治的夹心部分是液态树脂。两侧脆脆的饼干部分是薄层热塑性材料。当来袭物体,比如说一块太空垃圾,击穿三明治的时候,夹层中的液态树脂就会和船里面的氧气接触,接下来树脂就会固化,把洞补上。

研究人员们在射击场实地测试了这些自我修复材料,顺便还用高速摄像机拍下了实验结果。在地球上这玩意看起来可以完成规定任务,但是他们说得在太空的气压环境下得到同样的结果才成。这些结果被发表在ACS Macro Letters上,感兴趣的话就看看吧。

目前的空间站已经被缓冲材料牢固地保护起来了,这种材料会汽化来袭的微粒。但是这种保护措施也异常地昂贵。研究人员发现要想防护结实坚固,材料就轻不下来。这个新材料设计之初的目的就是提供一种轻巧的替代品。要知道,现在要想把一磅重的设备发射到宇宙中,差不多得花上个10000美元。所以说,更轻的材料不仅可以省钱,也能救命。

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