如何開發和保留復合材料的優異性能

如何開發和保留復合材料的優異性能

某些材料具有一些優異的性能，可以完美地配合特定的應用。 不幸的是，有時候受環境的影響，不能輕易地使用這些材料。它們往往需要不斷的更換，減少了它們在使用上所具有的優勢。

通過開發多層結構，或者噴鍍涂層，這些精致的復合材料可以被有效保護并投入使用。

圖1：涂覆不同材料的玻璃片

例如，在厚板中引入納米纖維可以有效提高其抗牽引力、抗彎曲或扭轉力。這些材料通常有一個特征，就是基體（（材料的外部，直接暴露于應力之下））是由網狀纖維構成的。當應力作用于材料時，就會轉移到纖維上。纖維利用彈性形變，可以很容易地處理施加的應力。一旦應力消除，纖維就會把材料帶回到原始狀態。

這種應力轉移過程導致了自我修復材料的產生。一個典型的例子是一些智能手機的塑料外殼，當刮傷時，可以在幾分鐘內恢復。如果劃痕不太深，它甚至會完全消失，使你的手機不容易刮花，長期保持全新。

這些材料的生產，需要更先進的生產技術，因此往往需要投入大量資金。值得一提的是，科學家們已經把注意力集中在如何將應力從基體轉移到纖維上，而不破壞基體的結構。科學家們考慮并研究了幾種不同的解決方案，如制造出一種復雜的纖維骨架，或在纖維上涂覆別的材料，以促進剪切應力在纖維-基體界面上的傳遞。