圖：用于飛機引擎的新型陶瓷材料具有自我修復功能
日本的大學和企業(yè)正在研究具備自我修復功能的新型材料，當出現(xiàn)裂痕和瑕疵后，該材料依然能夠保持強度。具體來說，飛機引擎使用的高強度陶瓷、汽車車架使用的碳纖維復合材料(CFRP)以及電線等材料將具有自我修復功能。該高性能材料的耐用性得到提高，維護費用將降低，其用途將進一步擴大，有望誕生新的市場。
日本在碳纖維復合材料領域擁有壓倒性的市場份額，在高性能材料領域占據(jù)優(yōu)勢。新材料和金屬具備自我修復功能后，將促進高性能材料在高溫高壓等嚴苛環(huán)境以及修理困難場所的利用，提升國際競爭力。
橫濱國立大學副教授中尾航團隊開發(fā)出了10分鐘自我修復裂痕的飛機引擎用高強度陶瓷。當材料表面出現(xiàn)裂痕后，高溫空氣將進入并融化陶瓷纖維中的自我修復材料碳化硅，裂痕將被彌合硬化，阻止材料斷裂。
目前的飛機引擎多為鎳合金材料，如果換成質(zhì)量更輕的陶瓷材料將降低約15%燃耗。陶瓷材料具備引擎所需的耐高溫高壓性能，但存在比金屬更容易出現(xiàn)裂痕的問題。
今后，研究團隊將與日本國內(nèi)的飛機零部件廠商共同試制陶瓷發(fā)動機，計劃于2025年左右實施燃燒試驗，力爭推向?qū)嵱没?/p>
富山縣立大學副教授真田和昭的研究團隊也與日精技術(Nissei Technica)共同開發(fā)出了具備自我修復功能的碳纖維復合材料。
在碳纖維之間混入裝有粘著劑的膠囊，出現(xiàn)裂縫后，膠囊斷開，粘著劑流出完成修復。10天后將完全凝固，可恢復到原來的強度。預計將用于汽車和飛機的構造材料、以及人造衛(wèi)星構件等方面。
早稻田大學副教授巖瀨英治等人開發(fā)出了斷線后自我修復的電路。電線表面涂有含黃金納米粒子的溶液，電線斷開后，黃金粒子被引入斷開部位，填埋縫隙。在實驗中成功修復了4微米寬的裂縫。
該材料可用于地板之下等不便維修場所的電線，還可在彎折和振動較多的場所發(fā)揮作用，比如貼身使用的醫(yī)療傳感器和便攜式精密儀器。
日本涂料生產(chǎn)商關西涂料開發(fā)出一種新型保護劑，讓屋頂和墻體上的鐵板具有自我修復功能。保護劑與受損時生成的鐵銹發(fā)生反應，形成覆膜從而防止腐蝕。
