Самовосстанавливающийся материал - Self-healing material

Анимация 1. Трехмерное измерение самовосстанавливающегося материала от Tosoh Corporation с помощью цифровой голографической микроскопии. Поверхность поцарапана металлическим инструментом.
Анимация 2. Участок самовосстановления материала, восстанавливающегося с нуля

Самовосстанавливающиеся материалы искусственные или искусственно созданные вещества которые обладают встроенной способностью автоматически устранять повреждения без какой-либо внешней диагностики проблемы или вмешательства человека. Как правило, материалы со временем ухудшаются из-за усталость, условия окружающей среды или ущерб, нанесенный во время работы. Трещины и другие виды повреждений на микроскопическом уровне могут изменить тепловой, электрические, и акустический свойств материалов, и распространение трещин может привести к неудача материала. Как правило, трещины трудно обнаружить на ранней стадии, и для периодических осмотров и ремонта требуется ручное вмешательство. Напротив, самовосстанавливающиеся материалы противодействуют деградации за счет запуска механизма восстановления, который реагирует на микроповреждения.[1]:1–2 Некоторые самовосстанавливающиеся материалы классифицируются как интеллектуальные конструкции и могут адаптироваться к различным условиям окружающей среды в зависимости от их чувствительности и свойств срабатывания.[1]:145

Хотя наиболее распространенными типами самовосстанавливающихся материалов являются полимеры или эластомеры, самовосстановление распространяется на все классы материалов, включая металлы, керамика, и цементные материалы. Механизмы заживления варьируются от внутреннего восстановления материала до добавления восстанавливающего агента, содержащегося в микроскопическом сосуде. Для того чтобы материал строго определялся как автономно самовосстанавливающийся, необходимо, чтобы процесс заживления происходил без вмешательства человека. Однако самовосстанавливающиеся полимеры могут активироваться в ответ на внешний раздражитель (свет, изменение температуры и т. Д.), Чтобы инициировать процессы заживления.

Материал, который может самостоятельно исправить повреждения, вызванные нормальным использованием, может предотвратить затраты, связанные с повреждением материала, и снизить затраты на ряд различных промышленных процессов за счет более длительного срока службы деталей и снижения неэффективности, вызванной ухудшением качества со временем.[2]

История

Римский бетон

В древние римляне использовал форму известковый раствор было обнаружено, что оно обладает самовосстанавливающими свойствами.[3] К 2014 году геолог Мари Джексон и ее коллеги воссоздали тип раствора, который использовался в Рынок Траяна и другие римские сооружения, такие как Пантеон и Колизей и изучил его реакцию на растрескивание.[4] Римляне смешали особый тип вулканический пепел называется Pozzolane Rosse, от Alban Hills вулкан, с негашеная известь и воды. Они использовали его, чтобы связать воедино куски размером до дециметра. туф, агрегат вулканической породы.[3]В результате Пуццолановая активность по мере затвердевания материала известь взаимодействовала с другими химическими веществами в смеси и заменялась кристаллами алюмосиликат кальция минерал называется Стретлингит. Кристаллы пластинчатого стратлингита растут в цементирующей матрице материала, включая межфазные зоны, в которых будут развиваться трещины. Это продолжающееся образование кристаллов скрепляет строительный раствор и крупный заполнитель, препятствуя образованию трещин, в результате чего получается материал, просуществовавший 1900 лет.[5][6]

Материаловедение

Связанные с этим процессы в бетоне изучались под микроскопом с 19 века.

Самовосстанавливающиеся материалы стали широко признанной областью изучения только в 21 веке. Первая международная конференция по материалам для самовосстановления прошла в 2007 году.[7] Область самовосстановления материалов связана с биомиметик материалов, а также других новых материалов и поверхностей со встроенной способностью к самоорганизации, такой как самосмазывающиеся и самоочищение материалы.[8]

Биомиметики

У растений и животных есть способность закрывать и лечить раны. У всех исследованных растений и животных можно выделить, во-первых, фазу самозаклеивания и, во-вторых, фазу самовосстановления. У растений быстрое самоуплотнение предотвращает высыхание растений и заражение патогенными микробами. Это дает время для последующего самовосстановления травмы, что помимо закрытия раны также приводит к (частичному) восстановлению механических свойств органа растения. Основываясь на различных процессах самозаклеивания и самовосстановления растений, различные функциональные принципы были перенесены в самовосстанавливающиеся биологические материалы.[9][10][11] Связующим звеном между биологической моделью и техническим приложением является абстракция, описывающая лежащий в основе функциональный принцип биологической модели, которая может быть, например, аналитической моделью.[12] или численная модель. В случаях, когда речь идет в основном о физико-химических процессах, перенос особенно перспективен, что подтверждается в академической литературе.[13] из этих биомиметик конструктивные подходы, используемые при разработке систем самовосстановления для полимерных композитов.[14]Приведенная выше структура DIW может быть использована для имитации структуры кожи. Тухи и другие. сделал это с эпоксидная смола субстрат, содержащий сетку микроканалов, содержащих дициклопентадиен (DCPD) и включили Катализатор Граббса на поверхность. Это показало частичное восстановление ударной вязкости после разрушения, и его можно было повторить несколько раз из-за способности пополнять каналы после использования. Этот процесс не может повторяться вечно, потому что полимер в плоскости трещин от предыдущих заживлений со временем накапливается.[15]Вдохновленный быстрыми процессами самоуплотнения в вьющейся лиане Aristolochia macrophylla и родственных ей видах (трубчатые лозы), было разработано биомиметическое покрытие из пенополиуретана для пневматических конструкций.[16] При малой массе покрытия и толщине слоя пенопласта достигнута максимальная эффективность ремонта 99,9% и более.[17][18][19] Другими образцами для подражания являются растения, несущие латекс, такие как плакучий инжир (Ficus benjamina), каучуковое дерево (Hevea brasiliensis) и молочай (Euphorbia spp.), У которых коагуляция латекса участвует в герметизации поражений.[20][21][22] Были разработаны различные стратегии самоуплотнения эластомерных материалов, показывающие значительное механическое восстановление после макроскопического поражения.[23][24]

Самовосстанавливающиеся полимеры и эластомеры

В прошлом веке полимеры стали основным материалом в повседневной жизни для таких продуктов, как пластмассы, каучуки, пленки, волокна или краски. Этот огромный спрос вынудил увеличить их надежность и максимальный срок службы, и был предусмотрен новый дизайнерский класс полимерных материалов, способных восстанавливать свою функциональность после повреждения или усталости. Эти полимерные материалы можно разделить на две разные группы в зависимости от подхода к механизму самовосстановления: внутренние и внешние.[25][26]Автономное самовосстановление полимеры следуйте трехэтапному процессу, очень похожему на биологический ответ. В случае повреждения первая реакция - это срабатывание или срабатывание, что происходит почти сразу после получения повреждения. Второй ответ - транспортировка материалов к пораженному участку, что тоже происходит очень быстро. Третий ответ - процесс химического ремонта. Этот процесс отличается в зависимости от типа используемого механизма исцеления (например, полимеризация, запутывание, обратимое сшивание). Эти материалы можно классифицировать по трем механизмам (капсульный, сосудистый и внутренний), которые можно хронологически соотнести с четырьмя поколениями.[27] Хотя эти механизмы в чем-то схожи, эти механизмы различаются способами скрытия или предотвращения реакции до тех пор, пока не будет нанесен реальный ущерб.

Полимерный распад

С молекулярной точки зрения, традиционные полимеры поддаются механическому воздействию за счет расщепления сигма-облигации.[28] В то время как новые полимеры могут образовываться другими способами, традиционные полимеры обычно уступают гомолитический или гетеролитический разрыв связи. Факторы, определяющие пластичность полимера, включают: тип напряжения, химические свойства, присущие полимеру, уровень и тип сольватация, и температура.[28]Из макромолекулярный В перспективе повреждение, вызванное стрессом, на молекулярном уровне приводит к более масштабному повреждению, называемому микротрещинами.[29] Микротрещина образуется там, где соседние полимерные цепи были повреждены в непосредственной близости, что в конечном итоге приводит к ослаблению волокна в целом.[29]

Гомолитический разрыв связи

Схема 1. Гомолитическое расщепление полиметилметакрилат) (ПММА).

Было обнаружено, что полимеры подвергаются гомолитическому разрыву связи за счет использования радикальный репортеры, такие как DPPH (2,2-дифенил-1-пикрилгидразил) и PMNB (пентаметилнитрозобензол). Когда связь разрывается гомолитически, образуются два радикальных вида, которые могут рекомбинировать для восстановления повреждений или могут инициировать другие гомолитические расщепления, которые, в свою очередь, могут привести к большему повреждению.[28]

Разрыв гетеролитической связи

Схема 2. Гетеролитическое расщепление полиэтиленгликоль.

Полимеры также подвергаются гетеролитическому разрыву связи в экспериментах по изотопному мечению. Когда связь разрывается гетеролитически, катионный и анионный образуются виды, которые, в свою очередь, могут рекомбинировать для восстановления повреждений, могут быть закаленный растворителем или может деструктивно реагировать с соседними полимерами.[28]

Обратимый разрыв связи

Некоторые полимеры поддаются механическим воздействиям нетипичным обратимым образом.[30] Дильс-Альдер полимеры на основе циклоприсоединение, где механическое напряжение раскалывает два сигма-облигации в ретро Дильс-Альдер реакция. Это напряжение приводит к появлению дополнительных электронов с пи-связями в отличие от радикальных или заряженных фрагментов.[2]

Супрамолекулярный распад

Супрамолекулярный полимеры состоят из мономеров, которые взаимодействуют нековалентно.[31] Общие взаимодействия включают водородные связи,[32] металл координация, и силы Ван дер Ваальса.[31] Механическое напряжение в супрамолекулярных полимерах вызывает нарушение этих специфических нековалентных взаимодействий, что приводит к разделению мономеров и разрушению полимера.

Внутренние системы на основе полимеров

Во внутренних системах материал по своей природе способен восстанавливать свою целостность. В то время как внешние подходы, как правило, автономны, внутренние системы часто требуют внешнего триггера для исцеления (например, термомеханических, электрических, фотостимулов и т. Д.). Можно выделить 5 основных внутренних стратегий самовосстановления. Первая основана на обратимых реакциях, а наиболее широко используемая схема реакций основана на реакциях Дильса-Альдера (DA) и ретро-Дильса-Альдера (rDA).[33] Другая стратегия заключается в достижении самовосстановления термореактивных матриц за счет включения плавких термопластичных добавок. Температурный триггер позволяет повторно диспергировать термопластические добавки в трещинах, вызывая механическое сцепление.[34] Полимерные блокировки на основе динамических супрамолекулярных связей или иономеров представляют третью и четвертую схемы. Вовлеченные супрамолекулярные взаимодействия и иономерные кластеры обычно обратимы и действуют как обратимые поперечные связи, таким образом, могут наделить полимеры способностью к самовосстановлению.[35][36] Наконец, альтернативный метод достижения внутреннего самовосстановления основан на молекулярной диффузии.[37]

Полимеры на основе обратимых связок

Обратимые системы - это полимерные системы, которые могут возвращаться в исходное состояние, будь то мономерный, олигомерный, или несшитые. Поскольку полимер стабильна в нормальных условиях, обратимый процесс обычно требует внешнего стимула для его возникновения. В случае полимера с обратимым заживлением, если материал поврежден такими способами, как нагрев, и снова стал его составляющими, его можно отремонтировать или «вылечить» до своего состояния. полимер форму, применяя исходные условия, использованные для его полимеризации.

Полимерные системы на основе образования и разрыва ковалентных связей

Дильс-Альдер и ретро-Дильс-Альдер

Среди примеров полимеров с обратимым заживлением можно отметить Дильс-Альдер (DA) реакция и ее ретро-Дильс-Альдер (RDA) аналог представляется очень перспективным из-за его термической обратимости. В целом мономер содержащие функциональные группы, такие как фуран или малеимид образуют две углерод-углеродные связи особым образом и конструируют полимер посредством DA-реакции. Этот полимер при нагревании распадается на свои исходные мономерные звенья в результате реакции RDA, а затем преобразует полимер при охлаждении или в любых других условиях, которые изначально использовались для получения полимера. В течение последних нескольких десятилетий два типа обратимых полимеры были изучены: (i) полимеры, в которых боковые группы, такие как фуран или малеимид группы, сшиваемые посредством последовательных реакций сочетания DA; (ii) полимеры, в которых многофункциональные мономеры связываются друг с другом посредством последовательных реакций сочетания DA.[30]

Сшитые полимеры

В этом типе полимер, полимер образуется за счет сшивания боковых групп из линейных термопласты. Например, Саегуса и другие. показали обратимое сшивание модифицированных поли (N-ацетилэтиленимин) s, содержащие либо малеимид или фуранкарбониловые подвески. Реакция показана на схеме 3. Они смешали два дополнительных полимеры сделать очень сшитый в результате реакции DA фурановых и малеимидных звеньев при комнатной температуре, так как сшитый полимер является более термодинамически стабильным, чем индивидуальные исходные материалы. Однако при нагревании полимера до 80 ° C в течение двух часов в полярный растворитель, два мономеры были регенерированы с помощью реакции RDA, что указывает на нарушение полимеры.[38] Это стало возможным, потому что тепловая энергия обеспечивала достаточно энергии, чтобы преодолеть энергетический барьер, и в результате два мономеры. Охлаждение двух пусковых мономеры, или поврежден полимер, до комнатной температуры в течение 7 дней зажил и преобразовал полимер.

Схема 3. Обратимое сшивание полимера через Дильс-Альдер циклоприсоединение реакция между фураном и малеимидом.[38]

Обратимая реакция DA / RDA не ограничивается фуран-мелеимидами на основе полимеры как показывают работы Ширальди и другие. Они показали обратимое сшивание полимеров несущей подвески. антрацен группа с малеимидами. Однако обратимая реакция протекала лишь частично при нагревании до 250 ° C из-за конкурирующих разложение реакция.[39]

Полимеризация многофункциональных мономеров

В этих системах реакция DA происходит в самой основной цепи с образованием полимера, а не в качестве звена. Для процессов полимеризации и заживления ступенчатого роста DA фуран -малеимид полимера на основе (3M4F) были продемонстрированы путем его циклов нагрева / охлаждения. Трис-малеимид (3M) и тетрафуран (4F) образовывали полимер в результате реакции DA и при нагревании до 120 ° C деполимеризовались в результате реакции RDA, давая исходные материалы. Последующее нагревание до 90–120 ° C и охлаждение до комнатной температуры вылечило полимер, частично восстановив его механические свойства в результате вмешательства.[33][40] Реакция показана на схеме 4.

Схема 4. Обратимая полимерная сетка на основе фуран-малеимида с высокой степенью сшивки.[33]
Полимеры на основе тиолов

Полимеры на основе тиолов имеют дисульфидные связи которые могут быть обратимо сшиты через окисление и сокращение. В условиях восстановления дисульфид (SS) мостики в полимере разрушаются и приводят к образованию мономеров, однако в окислительных условиях тиолы (SH) каждого мономера образует дисульфидная связь, сшивание исходных материалов с образованием полимера. Chujo и другие. показали тиол -основанный обратимо сшитый полимер с использованием поли (N-ацетилэтиленимин). (Схема 5) [41]

Схема 5. Обратимое сшивание полимера дисульфидными мостиками.[41]
Поли (мочевина-уретан)

Мягкая поли (мочевино-уретановая) сетка использует реакцию метатезиса в ароматических дисульфидах для обеспечения самовосстановления при комнатной температуре без необходимости использования внешних катализаторов. Эта химическая реакция естественным образом способна создавать ковалентные связи при комнатной температуре, позволяя полимеру автономно заживать без внешнего источника энергии. Оставленный при комнатной температуре, материал исправился с эффективностью 80 процентов всего за два часа и 97 процентов через 24 часа.[нужна цитата ]В 2014 году полимочевина эластомер Было показано, что материал на основе самовосстановления сливается воедино после разрезания пополам, без добавления катализаторов или других химикатов. Материал также включает недорогие коммерчески доступные соединения. Были изменены молекулы эластомера, что сделало связи между ними длиннее. Полученные в результате молекулы легче отделить друг от друга и лучше воссоединиться при комнатной температуре с почти такой же силой. Повторное соединение можно повторить. Эластичные, самовосстанавливающиеся краски и другие покрытия недавно приблизились к повсеместному использованию благодаря исследованиям, проводимым в Университете Иллинойса. Ученые использовали "готовые" компоненты для создания полимера, который снова сливается воедино после разделения пополам без добавления катализаторов или других химикатов.[42][43]

Однако карбамидо-уретановые полимеры имеют температуру стеклования ниже 273 К, поэтому при комнатной температуре они представляют собой гели и их предел прочности на разрыв низок.[44] Для оптимизации прочности на разрыв необходимо увеличить энергию обратимого связывания или длину полимера, чтобы увеличить степень ковалентного или механического сцепления соответственно. Однако увеличение длины полимера снижает подвижность и тем самым снижает способность полимеров к обратимому связыванию. Таким образом, на каждой длине полимера существует оптимальная обратимая энергия связи.[45]

Витримеры

Витримеры представляют собой подмножество полимеров, которые перекрывают разрыв между термопластами и реактопластами.[46][47] Их зависимость от диссоциативного и ассоциативного обмена в динамических ковалентных адаптируемых сетях позволяет получить доступ к различным химическим системам, которые позволяют синтезировать механически устойчивые материалы с возможностью многократной повторной обработки при сохранении их структурных свойств и механической прочности.[48] Самовосстановление этих материалов обусловлено обменом связями между сшитыми частицами в ответ на приложенные внешние раздражители, такие как тепло. Диссоциативный обмен - это процесс разрыва сшивок перед рекомбинацией сшивающих веществ, в результате чего после обмена восстанавливается плотность сшивки.[49] Примеры диссоциативного обмена включают обратимые перициклические реакции, нуклеофильное трансалкилирование и аминальное трансаминирование. Ассоциативный обмен включает реакцию замещения существующей поперечной связью и сохранение поперечных связей на протяжении всего обмена.[49] Примеры ассоциативного обмена включают переэтерификацию, трансаминирование винилогистых уретанов,[50] и трансаминирование дикетонаминов.[49] Витримеры, обладающие наноразмерной морфологией, изучаются с помощью блок-сополимерных витримеров по сравнению со статистическими аналогами сополимеров, чтобы понять влияние самосборки на скорость обмена, вязкоупругие свойства и возможность повторной обработки.[51] Помимо вторичной переработки, витримеры имеют многообещающее применение в медицине, например, самовосстанавливающаяся биоэпоксидная смола,[52] и приложения в самовосстанавливающихся электронных экранах.[53] Хотя эти полимерные системы все еще находятся в зачаточном состоянии, они служат для производства коммерчески значимых, пригодных для вторичной переработки материалов в ближайшем будущем, если будет проделана дополнительная работа по адаптации этих химических систем к коммерчески значимым мономерам и полимерам, а также для улучшения механических испытаний и понимания свойств материала на протяжении всего срока службы этих материалов (т. е. циклов постобработки).

Системы на основе внешних полимеров

Во внешних системах химические составы заживления отделены от окружающего полимера в микрокапсулах или сосудистых сетях, которые после повреждения / растрескивания материала высвобождают свое содержимое в плоскость трещины, реагируя и обеспечивая восстановление функциональности материала.[54]Эти системы можно подразделить на несколько категорий. В то время как полимеры на основе капсул изолируют заживляющие агенты в маленьких капсулах, которые высвобождают агенты только при их разрыве, сосудистые самовосстанавливающиеся материалы изолируют заживляющее вещество в полых каналах капиллярного типа, которые могут быть связаны между собой в одном измерении, в двух или в трех измерениях. После повреждения одного из этих капилляров сеть может быть пополнена внешним источником или другим неповрежденным каналом. Внутренние самовосстанавливающиеся материалы не содержат секвестрированного лечебного агента, но вместо этого обладают скрытой функцией самовосстановления, которая запускается повреждением или внешним стимулом.[54] Внешние самовосстанавливающиеся материалы могут достигать эффективности исцеления более 100%, даже если урон велик.[55]

Заживление микрокапсул

Общим для систем на основе капсул является то, что заживляющие агенты инкапсулируются в подходящие микроструктуры, которые разрушаются при образовании трещин и приводят к последующему процессу для восстановления свойств материалов. Если стенки капсулы созданы слишком толстыми, они могут не сломаться при приближении трещины, но если они слишком тонкие, они могут разорваться преждевременно.[56]Чтобы этот процесс происходил в комнате температура, а для того, чтобы реагенты оставались в мономерном состоянии внутри капсулы, катализатор также встраивается в термореактив. Катализатор снижает энергетический барьер из реакция и позволяет мономеру полимеризоваться без добавления тепла. Капсулы (часто из воск ) вокруг мономера и катализатора важны для поддержания разделения до тех пор, пока трещина не облегчит реакцию.[30][57]В системе капсула-катализатор инкапсулированный заживляющий агент высвобождается в полимерную матрицу и вступает в реакцию с катализатором, уже присутствующим в матрице.[58]При разработке этого типа материала возникает множество проблем. Во-первых, реактивность катализатор необходимо поддерживать даже после того, как он был заключен в воск. Кроме того, мономер должен течь с достаточной скоростью (иметь достаточно низкий вязкость ), чтобы покрыть всю трещину до ее полимеризации, иначе не будет достигнута полная способность к заживлению. Наконец, катализатор должен быстро растворяться в мономере, чтобы эффективно реагировать и предотвращать дальнейшее распространение трещины.[57]

Схема 6. ROMP DCPD через Катализатор Граббса

Этот процесс был продемонстрирован с помощью дициклопентадиен (DCPD) и Катализатор Граббса (бензилиден-бис (трициклогексилфосфин) дихлоррутений). И DCPD, и Катализатор Граббса встроены в эпоксидная смола смола. В мономер сам по себе относительно инертен и полимеризация не происходит. Когда микротрещина достигает как капсулы, содержащей DCPD, так и катализатор, то мономер высвобождается из микрокапсулы ядро-оболочка и вступает в контакт с обнаженным катализатором, на котором мономер подвергается метатезисная полимеризация с раскрытием цикла (ROMP).[57] В метатезис реакция мономер включает разрыв двух двойных облигаций в пользу новых облигаций. Наличие катализатор позволяет энергетический барьер (энергия активации) должна быть снижена, а полимеризация реакция можно продолжать при комнатной температуре.[59] Результирующий полимер позволяет эпоксидная смола композитный материал восстановить 67% былой силы.

Катализатор Граббса является хорошим выбором для этого типа системы, потому что она нечувствительна к воздуху и воде, а значит, достаточно прочна, чтобы поддерживать реактивность внутри материала. Использование живого катализатора важно для обеспечения множества лечебных действий.[60] Главный недостаток - стоимость. Было показано, что использование большего количества катализатора напрямую соответствует более высокой степени заживления. Рутений является довольно дорогостоящим, что делает его непрактичным для коммерческих приложений.

Рисунок 1. Изображение распространения трещин через материал, залитый микрокапсулами. Микрокапсулы мономера представлены розовыми кружками, а катализатор показан фиолетовыми точками.

Напротив, в многокапсульных системах и катализатор, и заживляющий агент заключены в разные капсулы.[61] В третьей системе, называемой скрытой функциональностью, инкапсулирован заживляющий агент, который может реагировать с полимеризирующим компонентом, который присутствует в матрице в форме остаточных реактивных функциональных групп.[62] В последнем подходе (разделение фаз) либо заживляющий агент, либо полимеризатор разделяются на фазы в матричном материале.[63]

Сосудистые подходы

Те же стратегии могут применяться в системах на основе сосудов 1D, 2D и 3D.[64][65][15]

Подход с полой трубкой

В первом методе хрупкие стеклянные капилляры или волокна погружаются в композитный материал. (Примечание: это уже широко используемый метод усиления материалов. См. Пластик, армированный волокном.)[66] Полученная пористая сеть заполнена мономер. При повреждении материала в результате регулярного использования трубки также трескаются, и в трещины выделяется мономер. Другие тюбики, содержащие отвердитель, также растрескиваются и смешиваются с мономер, в результате чего трещина заживает.[60] При установке полых трубок в кристаллическая структура. Во-первых, необходимо учитывать, что созданные каналы могут снизить нагрузочную способность материала из-за удаления несущего материала.[67] Кроме того, диаметр канала, степень разветвления, расположение точек разветвления и ориентация каналов являются одними из основных факторов, которые следует учитывать при создании микроканалов в материале. Материалы, которые не должны выдерживать большие механические нагрузки напряжение, но требующие самовосстанавливающихся свойств, могут ввести больше микроканалов, чем материалы, которые должны быть несущими.[67] Есть два типа полых трубок: дискретные каналы и соединенные каналы.[67]

Дискретные каналы

Дискретные каналы могут быть построены независимо от строительного материала и размещены в виде массива по всему материалу.[67] При создании этих микроканалов следует учитывать один важный фактор: чем ближе трубы расположены вместе, тем ниже будет прочность, но тем эффективнее будет восстановление.[67] Сэндвич-структура представляет собой тип дискретных каналов, состоящих из трубок в центре материала и заживляющих наружу от середины.[68] Жесткость сэндвич-конструкций высокая, что делает их привлекательным вариантом для под давлением камеры.[68] В большей части сэндвич-структур прочность материала сохраняется по сравнению с сосудистыми сетками. Также материал показывает практически полное восстановление после повреждений.[68]

Связанные сети

Подключенные сети больше эффективный чем дискретные каналы, но их сложнее и дороже создать.[67] Самый простой способ создания этих каналов - это применение основных принципов обработки для создания канавок в микромасштабе. Эти методы позволяют получить каналы от 600 до 700 микрометров.[67] Этот метод отлично работает в двухмерной плоскости, но при попытке создать трехмерную сеть они ограничены.[67]

Прямое рукописное письмо

Технология Direct Ink Writing (DIW) - это контролируемая экструзия вязкоупругих чернил для создания трехмерных изображений. взаимосвязанный сети.[67] Работает при первой настройке органический чернила по определенному шаблону. Затем структура пропитывается материалом, подобным эпоксидная смола. Эта эпоксидная смола затем затвердевший, а чернила можно всасывать с помощью небольшого вакуума, создавая полые трубки.[67]

Сети углеродных нанотрубок

Через растворение линейного полимер внутри твердого трехмерного эпоксидная смола матрице, так что они смешиваются друг с другом, линейный полимер становится подвижным при определенном температура[69] Когда углеродные нанотрубки также включены в эпоксидный материал, и постоянный ток проходит через трубки, значительный сдвиг кривой чувствительности указывает на необратимое повреждение полимер, таким образом «чувствуя» трещину.[70] Когда углеродные нанотрубки почувствовать трещину внутри структура, их можно использовать в качестве теплоносителей для нагрева матрицы, так что линейная полимеры может диффундировать, заполняя трещины в эпоксидной матрице. Таким образом исцеляет материал.[69]

СЛИПЫ

Другой подход был предложен профессором Дж. Айзенбергом из Гарвардского университета, который предложил использовать Скользкие пористые поверхности, пропитанные жидкостью (SLIPS), пористый материал, вдохновленный плотоядным питчером и наполненный смазывающей жидкостью, не смешивающейся с водой и маслом.[71] SLIPS обладают самовосстанавливающимися и самосмазывающимися свойствами, а также ледофобностью и успешно используются для многих целей.

Прошивка жертвенной нитью

Органические нити (такие как, например, полилактидные нити) прошивают через слои ламината армированного волокном полимера, которые затем кипятят и вакуумируют из материала после отверждения полимера, оставляя после себя пустые каналы, которые можно заполнить заживляющими средствами.[72]

Самовосстанавливающиеся полимерные композиты, армированные волокном

Способы реализации функции самовосстановления в наполненных композитах и ​​армированных волокном полимерах (FRP) почти исключительно основаны на внешних системах и, таким образом, могут быть разделены на два подхода; системы на основе дискретных капсул и непрерывные сосудистые системы. В отличие от полимеров без наполнителя, успех внутреннего подхода, основанного на обратимости связи, еще не доказан в FRP. На сегодняшний день самовосстановление FRP в основном применяется к простым конструкциям, таким как плоские пластины и панели. Однако существует несколько ограниченное применение самовосстановления в плоских панелях, поскольку доступ к поверхности панели относительно прост, а методы ремонта очень хорошо зарекомендовали себя в промышленности. Вместо этого особое внимание уделялось реализации самовосстановления в более сложных и промышленно значимых структурах, таких как тройники.[73][74] и фюзеляжи самолетов.[75]

Капсульные системы

О создании капсульной системы впервые сообщили White et al. в 2001,[56] и этот подход с тех пор был адаптирован рядом авторов для внедрения в армированные волокном материалы.[76][77][78] Этот метод основан на высвобождении инкапсулированного заживляющего агента в зону повреждения и обычно является однократным процессом, поскольку функциональность инкапсулированного заживляющего агента не может быть восстановлена. Даже в этом случае реализованные системы способны восстановить целостность материала почти до 100% и оставаться стабильными в течение всего срока службы материала.

Сосудистые системы

Сосудистый или волоконный подход может быть более подходящим для самовосстановления повреждений от удара в армированных волокнами полимерных композитных материалах. В этом методе сеть полых каналов, известных как сосуды, подобных кровеносным сосудам в тканях человека, помещается внутри состав и используется для введения лечебного средства. Во время повреждения трещины распространяются через материал и в сосуды, вызывая их раскол. Затем жидкая смола проходит через сосуды в плоскость повреждения, позволяя заделать трещины. Сосудистые системы имеют ряд преимуществ перед системами на основе микрокапсул, таких как способность непрерывно доставлять большие объемы восстанавливающих агентов и возможность их использования для повторного заживления. Сами полые каналы также могут использоваться для дополнительных функций, таких как управление температурой и контроль состояния конструкции.[79] Для введения этих сосудов был предложен ряд методов, включая использование полых стеклянных волокон (HGF),[80][81] 3D-печать,[15] процесс "потерянного воска" [82][83] и путь сплошной преформы.[84]

Самовосстанавливающиеся покрытия

Покрытия позволяют сохранять и улучшать объемные свойства материала. Они могут обеспечить защиту субстрата от воздействия окружающей среды. Таким образом, когда происходит повреждение (часто в виде микротрещин), элементы окружающей среды, такие как вода и кислород, могут диффундировать через покрытие и вызвать материальный ущерб или поломку. Микротрещины в покрытиях могут привести к механической деградации или расслоению покрытия или к электрическому отказу композитов, армированных волокном, и микроэлектроники, соответственно. Поскольку повреждения имеют такой небольшой масштаб, ремонт, если это возможно, часто бывает трудным и дорогостоящим. Следовательно, покрытие, которое может автоматически восстанавливаться («самовосстанавливающееся покрытие»), может оказаться полезным за счет автоматического восстановления свойств (таких как механические, электрические и эстетические свойства) и, таким образом, продления срока службы покрытия. Большинство подходов, описанных в литературе относительно самовосстанавливающихся материалов, можно применять для создания «самовосстанавливающихся» покрытий, включая микрокапсулирование.[85][56] и введение обратимых физических связей, таких как водородная связь,[86] иономеры[87][88] и химические связи (химия Дильса-Альдера).[89] Микрокапсулирование - наиболее распространенный метод создания самовосстанавливающихся покрытий. Капсульный подход, первоначально описанный Уайтом и др., С использованием микрокапсулированного дициклопентадиенового (DCPD) мономера и катализатора Граббса для самовосстановления эпоксидного полимера.[56] позже был адаптирован для эпоксидных клеящих пленок, которые обычно используются в аэрокосмической и автомобильной промышленности для склеивания металлических и композитных подложек.[90] В последнее время микрокапсулированные жидкие суспензии металла или технического углерода использовались для восстановления электропроводности в многослойном микроэлектронном устройстве и электродах батареи соответственно;[91][92] однако использование микрокапсулирования для восстановления электрических свойств покрытий ограничено. Микрокапли жидкого металла также были подвешены в силиконовом эластомере для создания растяжимых электрических проводников, которые сохраняют электрическую проводимость при повреждении, имитируя упругость мягкой биологической ткани.[93] Наиболее распространенное применение этого метода доказано в полимерных покрытиях для защиты от коррозии. Защита металлических материалов от коррозии имеет большое значение с экономической и экологической точек зрения. Чтобы доказать эффективность микрокапсул в полимерных покрытиях для защиты от коррозии, исследователи заключили в капсулы ряд материалов. Эти материалы включают изоцианаты.[94][95] мономеры, такие как DCPD[58][77] GMA[96] эпоксидная смола,[97] льняное масло[98][99] и тунговое масло.,[100][101]Для инкапсуляции ядра, как упомянуто выше, использовался ряд материалов оболочки, таких как фенолформальдегид, карбамидоформальдегид. [102] &,[103] дендритный или ПАМАМ,[104] меламиноформальдегид и др. Каждый материал оболочки имеет свои достоинства и недостатки. Даже эти материалы для скорлупы расширили сферу применения для контроля доставки пестицидов. [105] и лекарственные препараты. При использовании вышеупомянутых материалов для самовосстановления в покрытиях было доказано, что микрокапсулирование эффективно защищает металл от коррозии и продлевает срок службы покрытия.

Самовосстанавливающиеся цементные материалы

Цементные материалы существуют с римской эпохи. Эти материалы обладают естественной способностью к самовосстановлению, о чем впервые сообщила Французская академия наук в 1836 году.[106] Эта способность может быть улучшена путем интеграции химических и биохимических стратегий.

Аутогенное заживление

Аутогенное заживление - это естественная способность цементных материалов заживлять трещины. Эта способность в основном связана с дальнейшей гидратацией негидратированных частиц цемента и карбонизацией растворенного гидроксида кальция.[106] Цементные материалы в пресноводных системах могут автоматически залечивать трещины до 0,2 мм в течение 7 недель.[107]

Исцеление на основе химических добавок

Самовосстановление цементных материалов может быть достигнуто за счет реакции определенных химических веществ. Существуют две основные стратегии размещения этих агентов, а именно капсулы и сосудистые трубочки. Эти капсулы и сосудистые трубки, будучи однажды разорванными, высвобождают эти агенты и залечивают трещины. Исследования в основном были сосредоточены на улучшении качества этих корпусов и герметичных материалов в этой области.[108]

Биологическое исцеление

Согласно исследованию Х. Л. Эрлиха в 1996 г. Химическая геология journal, способность бетона к самовосстановлению была улучшена за счет включения бактерий, которые могут вызывать осаждение карбоната кальция за счет своей метаболической активности.[109] Эти осадки могут накапливаться и образовывать эффективное уплотнение от проникновения воды из-за трещин. На Первой Международной конференции по самовосстанавливающимся материалам, состоявшейся в апреле 2007 года в Нидерландах, Хенк М. Йонкерс и Эрик Шланген представили свое исследование, в котором они успешно использовали «алкалифильные спорообразующие бактерии» в качестве «самовосстанавливающего агента в бетон ».[110][111] Они были первыми, кто включил бактерии в цементное тесто для создания самовосстанавливающегося бетона.[112] Было обнаружено, что бактерии, непосредственно добавленные в пасту, оставались жизнеспособными только в течение 4 месяцев. Более поздние исследования показали, что Джонкерс использовал частицы керамзита.[113] и Ван Титлелбум используют стеклянные трубки,[114] для защиты бактерий внутри бетона. Сообщалось также о других стратегиях защиты бактерий.[115] Применения самовосстановления на основе микрокапсул были расширены на материалы для покрытий на биологической основе. Эти покрытия основаны на масле нима и обладают другим биологическим характером, поскольку в качестве основного материала используется растительное масло.,[116]

Самовосстанавливающаяся керамика

Как правило, керамика превосходит металлы по прочности при высоких температурах, однако она хрупкая и чувствительная к дефектам, что ставит под сомнение их целостность и надежность как конструкционных материалов.[117] фазовая керамика, также известная как MAX фазы, может самостоятельно лечить трещины с помощью внутреннего механизма заживления. Микротрещины, вызванные износом или термическим напряжением, заполнены оксидами, образованными из компонентов MAX-фазы, обычно A-элемента, во время высокотемпературного воздействия воздуха.[118]Заполнение трещин впервые было продемонстрировано для Ti3AlC2 окислением при 1200 ° C на воздухе.[119] Ti2AlC и Cr2AlC также продемонстрировал указанную способность, и ожидается, что больше тройных карбидов и нитридов будут способны к автономному самовосстановлению.[120] Этот процесс повторяется до точки истощения элементов, что позволяет отличать фазы MAX от других самовосстанавливающихся материалов, которым требуются внешние заживляющие вещества (внешнее заживление) для заполнения одиночного зазора трещины. В зависимости от оксида-наполнителя может быть достигнуто улучшение исходных свойств, таких как местная прочность.[121]С другой стороны, муллит, оксид алюминия и диоксид циркония не обладают способностью к самовосстановлению, но могут быть наделены способностью к самовосстановлению за счет встраивания компонентов второй фазы в матрицу. При растрескивании эти частицы подвергаются воздействию кислорода, а в присутствии тепла они реагируют с образованием новых материалов, которые заполняют щель трещины при объемном расширении.[122]Эта концепция была доказана с использованием SiC для заживления трещин в матрице из оксида алюминия,[123] и дальнейшие исследования исследовали жаропрочность,[124] а также статическая и циклическая усталостная прочность зажившей части.[125] Прочность и связь между матрицей и заживляющим агентом имеют первостепенное значение и, таким образом, определяют выбор заживляющих частиц.

Самовосстанавливающиеся металлы

При длительном воздействии высоких температур и умеренных напряжений металлы демонстрируют преждевременное разрушение при ползучести с низкой пластичностью, возникающее в результате образования и роста полостей. Эти дефекты объединяются в трещины, которые в конечном итоге вызывают макроскопические разрушения. Самовосстановление повреждений на ранней стадии, таким образом, является многообещающим новым подходом к увеличению срока службы металлических компонентов. В металлах самовосстановление труднее достичь, чем в большинстве других классов материалов, из-за их высокой температуры плавления и, как следствие, низкой подвижности атомов. Как правило, дефекты в металлах залечиваются за счет образования выделений в местах дефектов, которые препятствуют дальнейшему росту трещин. Сообщалось об улучшенных характеристиках ползучести и усталости для недостойких алюминиевых сплавов по сравнению с алюминиевыми сплавами с пиковым упрочнением, что связано с гетерогенным выделением у вершины трещины и ее пластической зоны.[126] Первые попытки залечить повреждения сталей из-за ползучести были сосредоточены на динамическом осаждении меди или BN на поверхности полости ползучести.[127][128] Выделение Cu имеет лишь слабое предпочтение для дефектов, вызванных деформацией, поскольку большая часть сферических выделений Cu образуется одновременно с матрицей.[129][130]Недавно атомы золота были признаны высокоэффективными заживляющими средствами в сплавах на основе железа. Указан механизм, вызванный дефектами, для осаждения Au, т.е. растворенное вещество Au остается растворенным до тех пор, пока не образуются дефекты.[131] Сообщается об автономном ремонте повреждений, вызванных высокотемпературной ползучестью, путем легирования небольшим количеством золота. Лечебные агенты выборочно осаждаются на свободной поверхности полости ползучести, что приводит к заполнению пор. При более низких уровнях напряжений достигается до 80% заполнения полостей ползучести осадками Au.[132] что приводит к значительному увеличению времени ползучести. Работа по переводу концепции заживления повреждений при ползучести в простых двоичных или тройных модельных системах на реальные многокомпонентные стали для ползучести продолжается.

Самовосстанавливающиеся органические красители

Недавно было обнаружено несколько классов органических красителей, которые самоизлечиваются после фото-деградация когда допинг в ПММА и другие полимерные матрицы.[133] Это также известно как обратимый фото-деградация. Было показано, что в отличие от обычного процесса, такого как молекулярная диффузия,[134] механизм вызван взаимодействием красителя и полимера.[135]

Дальнейшие приложения

Самовосстанавливающиеся эпоксидные смолы можно наносить на металлы для предотвращения коррозии. Металл подложки подвергся серьезной деградации и образованию ржавчины после 72 часов воздействия. Но после покрытия самовосстанавливающейся эпоксидной смолой не было видимых повреждений под SEM после 72 часов того же воздействия.[136]

Оценка эффективности самовосстановления

Для каждого класса материалов было разработано множество методик оценки способности к самовосстановлению (Таблица 1).

Таблица 1. Методы повреждения для оценки самовосстановления материалов различных классов.
Класс материалаМеханизм поврежденияВыздоровление
ПолимерыОтрезание лезвия бритвы / скальпеля; Испытание на растяжение с разрывом; Баллистический ударВегетативные лечебные супрамолекулярные сети
ПолимерыЛезвие бритвы / резка скальпелемНадмолекулярные сети, запускаемые температурой
Композит, армированный волокномРасслоение BVID (Едва заметные повреждения от удара)Самовосстановление сосудов; Самовосстановление микрокапсул
ПокрытияМикрорезание с коррозией; Коррозия / эрозия; Испытания на отрыв (адгезия); МикроцарапиныМолекулярная взаимодиффузия (растворитель); Инкапсулированный агент
БетонВозникновение трещин при изгибе и сжатииАктивация микрокапсулированного агента
КерамикаВозникновение трещин по вдавливаниюРеакция окисления, вызванная температурой
Керамическое покрытиеВозникновение трещин по вдавливаниюРеакция окисления, вызванная температурой
Покрытие пенополиуританомПрокол шипомУменьшение эффективной площади утечки за счет отрицательных деформаций, толкающих стенки трещины в пенопласте друг к другу.[17]

Следовательно, при оценке самовосстановления необходимо учитывать различные параметры: тип стимула (если таковой имеется), время заживления, максимальное количество циклов заживления, которое может выдержать материал, и степень восстановления, при этом учитывая изначальные свойства материала.[137][138][86]Обычно при этом учитываются соответствующие физические параметры, такие как модуль упругости, удлинение при разрыве, сопротивление усталости, барьерные свойства, цвет и прозрачность. Самовосстанавливающаяся способность данного материала обычно относится к восстановлению определенных свойств по сравнению с исходным материалом. материал, обозначенный как эффективность самовосстановления. Эффективность самовосстановления может быть определена количественно путем сравнения соответствующего экспериментального значения, полученного для неповрежденного исходного образца (ждевственница) с зажившим образцом (жисцелил) (ур. 1)[139]

η = жисцелил/ждевственница

 

 

 

 

(1)

В разновидности этого определения, которое относится к внешним самовосстанавливающимся материалам, эффективность заживления учитывает изменение свойств, вызванное введением заживляющего агента. Соответственно, свойство зажившего образца сравнивается со свойством неповрежденного контроля, снабженного самовосстанавливающимся агентом fнеизлеченный (уравнение 2).

η = жисцелил/жнеизлеченный

 

 

 

 

(2)

Для определенного свойства Pi конкретного материала оптимальный механизм и процесс самовосстановления характеризуются полным восстановлением соответствующего свойства материала после подходящего нормализованного процесса повреждения. Для материала, для которого оцениваются 3 различных свойства, следует определить 3 эффективности, представленные как ƞ1(п1), ƞ2(п2) и ƞ3(п3Конечная средняя эффективность, основанная на количестве n свойств самовосстанавливающегося материала, соответственно определяется как среднее гармоническое, определяемое уравнением 3. Гармоническое среднее более подходит, чем традиционное среднее арифметическое, поскольку оно менее чувствительно к большим выбросам.

 

 

 

 

(3)

Коммерциализация

По крайней мере две компании пытаются вывести на рынок новейшие применения самовосстанавливающихся материалов. Аркема Ведущая химическая компания объявила в 2009 году о начале промышленного производства самовосстанавливающихся эластомеров.[140] По состоянию на 2012 год компания Autonomic Materials Inc. собрала более трех миллионов долларов США.[141][142]

использованная литература

  1. ^ а б Гош СК (2008). Самовосстанавливающиеся материалы: основы, стратегии проектирования и приложения (1-е изд.). Вайнхайм: Wiley - ВЧ. п. 145. ISBN  978-3-527-31829-2.
  2. ^ а б Юань Ю.К., Инь Т., Жун М.З., Чжан М.К. (2008). «Самовосстановление в полимерах и полимерных композитах. Концепции, реализация и перспективы: обзор». Экспресс-полимерные письма. 2 (4): 238–50. Дои:10.3144 / expresspolymlett.2008.29.
  3. ^ а б Wayman E (16 ноября 2011 г.). «Тайны построек Древнего Рима». Смитсоновский институт. Получено 13 ноября 2016.
  4. ^ «Назад в будущее с римским архитектурным бетоном». Национальная лаборатория Лоуренса Беркли. Калифорнийский университет. 15 декабря 2014 г.. Получено 17 ноября 2016.
  5. ^ Хартнетт К. (19 декабря 2014 г.). "Почему древнеримский бетон все еще стоит?". Бостон Глобус. Получено 17 ноября 2016.
  6. ^ Джексон, доктор медицины, Лэндис Э.Н., Брун П.Ф., Витти М., Чен Х., Ли К. и др. (Декабрь 2014 г.). «Механическая упругость и цементирующие процессы в архитектурном растворе императорского Рима». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 111 (52): 18484–89. Bibcode:2014PNAS..11118484J. Дои:10.1073 / pnas.1417456111. ЧВК  4284584. PMID  25512521.
  7. ^ «Первая международная конференция по самовосстановлению материалов». Делфтский технологический университет. 12 апреля 2007 г.. Получено 19 мая 2013.
  8. ^ Носоновский М, Рохатги П (2011). Биомиметика в материаловедении: самовосстанавливающиеся, самосмазывающиеся и самоочищающиеся материалы. Серия Спрингера по материаловедению. 152. Springer. ISBN  978-1-4614-0925-0.
  9. ^ Спек Т., Мюльхаупт Р., Спек О. (2013). «Самовосстановление растений как био-вдохновение для самовосстанавливающихся полимеров». В Binder W (ред.). Самовосстанавливающиеся полимеры. Wiley-VCH. С. 61–89. Дои:10.1002 / 9783527670185.ch2. ISBN  978-3-527-33439-1.
  10. ^ Speck O, Schlechtendahl M, Borm F, Kampowski T, Speck T (2013). «Самовосстанавливающиеся биологические материалы». В Fratzl P, Dunlop JW, Weinkamer R (ред.). Дизайн материалов, вдохновленный природой: функция через внутреннюю архитектуру. RSC Smart Materials. 4. Королевское химическое общество. С. 359–89.
  11. ^ Speck O, Luchsinger R, Rampf M, Speck T (2014). «Selbstreparatur in Natur und Technik. - Konstruktion»: 9, 72–75, 82. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  12. ^ Конрад В., Дымоход Ф, Шмих Ф, Спек Т., Спек О (ноябрь 2013 г.). «Аналитическая модель механизма самоуплотнения суккулентов Delosperma cooperi». Журнал теоретической биологии. 336: 96–109. Дои:10.1016 / j.jtbi.2013.07.013. PMID  23907028.
  13. ^ Траск Р.С., Williams HR, Bond IP (март 2007 г.). «Самовосстанавливающиеся полимерные композиты: имитация природы для повышения производительности». Биоинспирация и биомиметика. 2 (1): P1–9. Bibcode:2007БиБи .... 2 .... 1Т. Дои:10.1088 / 1748-3182 / 2/1 / P01. PMID  17671320.
  14. ^ «Рефлексивные (самовосстанавливающиеся) композиты Genesys». Cornerstone Research Group. Архивировано из оригинал на 2012-07-20. Получено 2009-10-02.
  15. ^ а б c Тухи К.С., Соттос Н.Р., Льюис Дж. А., Мур Дж. С., Белый С. Р. (август 2007 г.). «Самовосстанавливающиеся материалы с микрососудистыми сетями» (PDF). Материалы Природы. 6 (8): 581–85. Дои:10.1038 / nmat1934. PMID  17558429.
  16. ^ Busch S, Seidel R, Speck O, Speck T (июль 2010 г.). «Морфологические аспекты самовосстановления повреждений, вызванных внутренними стрессами роста в стеблях Aristolochia macrophylla и Aristolochia ringens». Ход работы. Биологические науки. 277 (1691): 2113–20. Дои:10.1098 / rspb.2010.0075. ЧВК  2880149. PMID  20236971.
  17. ^ а б Rampf M, Speck O, Speck T, Luchsinger RH (2013). «Исследование механизма быстрого механического самовосстановления надувных конструкций». Международный журнал инженерных наук. 63: 61–70. Дои:10.1016 / j.ijengsci.2012.11.002.
  18. ^ Rampf M, Speck O, Speck T, Luchsinger RH (2012). «Структурные и механические свойства гибких пенополиуретанов, отверждаемых под давлением». Журнал сотовой пластмассы. 48: 49–65. Дои:10.1177 / 0021955X11429171. S2CID  136555131.
  19. ^ Rampf M, Speck O, Speck T, Luchsinger RH (2011). «Самовосстанавливающиеся мембраны для надувных конструкций, вдохновленные быстрым процессом заделки ран вьющихся растений». Журнал бионической инженерии. 8 (3): 242–50. Дои:10.1016 / S1672-6529 (11) 60028-0. S2CID  137853348.
  20. ^ Бауэр Г., Спек Т. (март 2012 г.). «Восстановление прочности на разрыв образцов коры фикуса бенджамина за счет коагуляции латекса при быстром самозаживлении трещин». Анналы ботаники. 109 (4): 807–11. Дои:10.1093 / aob / mcr307. ЧВК  3286277. PMID  22207613.
  21. ^ Бауэр Г., Фридрих С., Гиллиг С., Фоллрат Ф., Спек Т., Голландия С. (январь 2014 г.). «Исследование реологических свойств латекса нативных растений». Журнал Королевского общества, Интерфейс. 11 (90): 20130847. Дои:10.1098 / rsif.2013.0847. ЧВК  3836322. PMID  24173604.
  22. ^ Бауэр Г., Горб С.Н., Кляйн М.К., Неллесен А., фон Тапавича М., Спек Т. (2014). «Сравнительное исследование частиц латекса растений и коагуляции латекса у Ficus benjamina, Campanula glomerata и трех видов Euphorbia». PLOS ONE. 9 (11): e113336. Bibcode:2014PLoSO ... 9k3336B. Дои:10.1371 / journal.pone.0113336. ЧВК  4237448. PMID  25409036.
  23. ^ Неллесен А., Фон Тапавича М., Бертлинг Дж., Шмидт А.М., Бауэр Г., Спек Т. (2011). "Pflanzliche Selbstheilung als Vorbild für selbstreparierende Elastomerwerkstoffe, GAK - Gummi, Fasern, Kunststoffe" [Самовосстановление в растениях как модель самовосстанавливающихся эластомерных материалов]. Международная полимерная наука и технология. 64 (8): 472–75.
  24. ^ Schüssele AC, Nübling F, Thomann Y, Carstensen O, Bauer G, Speck T, Mülhaupt R (2012). «Самовосстанавливающиеся каучуки на основе смесей NBR с гиперразветвленными полиэтилениминами». Макромолекулярные материалы и инженерия. 9 (5): 411–19. Дои:10.1002 / mame.201100162.
  25. ^ Ян Й, Урбан М.В. (сентябрь 2013 г.). «Самовосстанавливающиеся полимерные материалы». Обзоры химического общества. 42 (17): 7446–67. Дои:10.1039 / c3cs60109a. PMID  23864042.
  26. ^ Махаджан, М. С., и Гите, В. В. (2019). Интеллектуальные покрытия с микрокапсулами. Приложения инкапсуляции и контролируемого выпуска, 249.
  27. ^ Утрера-Барриос, Саул; Вердехо, Ракель; Лопес-Манчадо, Мигель А .; Эрнандес Сантана, Марианелла (2020). «Эволюция самовосстанавливающихся эластомеров от внешних к комбинированным внутренним механизмам: обзор». Материалы Horizons: 10.1039.D0MH00535E. Дои:10.1039 / D0MH00535E.
  28. ^ а б c d Карузо М.М., Дэвис Д.А., Шен К., Одом С.А., Соттос Н.Р., Уайт С.Р., Мур Дж.С. (ноябрь 2009 г.). «Механические химические изменения в полимерных материалах». Химические обзоры. 109 (11): 5755–98. Дои:10.1021 / cr9001353. PMID  19827748.
  29. ^ а б Hayes SA, Zhang W, Branthwaite M, Jones FR (апрель 2007 г.). «Самовосстановление повреждений в композитах с полимерной матрицей, армированными волокном». Журнал Королевского общества, Интерфейс. 4 (13): 381–87. Дои:10.1098 / rsif.2006.0209. ЧВК  2359850. PMID  17311783.
  30. ^ а б c Бергман С.Д., Вудль Ф (2008). «Исправляемые полимеры». Журнал химии материалов. 18: 41–62. Дои:10.1039 / b713953p.
  31. ^ а б Армстронг Г., Багги М. (2005). «Водородно-связанные супрамолекулы полимеров: обзор литературы». Журнал материаловедения. 40 (3): 547–59. Bibcode:2005JMatS..40..547A. Дои:10.1007 / s10853-005-6288-7. S2CID  137424325.
  32. ^ Утрера-Барриос, Саул; Эрнандес Сантана, Марианелла; Вердехо, Ракель; Лопес-Манчадо, Мигель А. (17 января 2020 г.). «Разработка резиновых композитов с возможностью автономного самовосстановления». СКУД Омега. 5 (4): 1902–10. Дои:10.1021 / acsomega.9b03516. ЧВК  7003207. PMID  32039326.
  33. ^ а б c Чен Х, Дам М.А., Оно К., Мал А., Шен Х., Натт С.Р. и др. (Март 2002 г.). «Термически восстанавливаемый сшитый полимерный материал». Наука. 295 (5560): 1698–702. Bibcode:2002Sci ... 295.1698C. Дои:10.1126 / science.1065879. PMID  11872836. S2CID  31722523.
  34. ^ Луо X, Ou R, Эберли DE, Singhal A, Viratyaporn W., Mather PT (март 2009 г.). «Термопласт / термореактивная смесь, демонстрирующая термическое исправление и обратимую адгезию». Прикладные материалы и интерфейсы ACS. 1 (3): 612–20. Дои:10.1021 / am8001605. PMID  20355983.
  35. ^ Cordier P, Tournilhac F, Soulié-Ziakovic C, Leibler L (февраль 2008 г.). «Самовосстанавливающийся и термообратимый каучук из супрамолекулярной сборки». Природа. 451 (7181): 977–80. Bibcode:2008Натура.451..977C. Дои:10.1038 / природа06669. PMID  18288191. S2CID  205212362.
  36. ^ Калиста-младший SJ, Ward TC, Oyetunji Z (2007). «Самовосстановление сополимеров поли (этилен-со-метакриловой кислоты) после укола». Механика перспективных материалов и конструкций. 14 (5): 391–97. Дои:10.1080/15376490701298819. S2CID  138047053.
  37. ^ Ямагути М., Оно С., Окамото К. (2009). «Взаимодиффузия оборванных цепей в слабом геле и ее применение к самовосстанавливающемуся материалу». Mater. Sci. Англ. B. 162 (3): 189–94. Дои:10.1016 / j.mseb.2009.04.006.
  38. ^ а б Chujo Y, Sada K, Saegusa T (1990). «Обратимое гелеобразование полиоксазолина с помощью реакции Дильса-Альдера». Макромолекулы. 23 (10): 2636–41. Bibcode:1990MaMol..23.2636C. Дои:10.1021 / ma00212a007.
  39. ^ Ширальди Д.А., Лиотта К.Л., Коллард Д.М., Ширальди Д.А. (1999). «Сшивание и модификация поли (этилентерефталат-со-2,6-антрацендикарбоксилата) реакциями Дильса-Альдера с малеимидами». Макромолекулы. 32 (18): 5786–92. Bibcode:1999MaMol..32.5786J. Дои:10.1021 / ma990638z.
  40. ^ Вайцман Х, Нильсен С, Вейцман О.С., Немат-Нассер С (2011). «Синтез самовосстанавливающегося полимера на основе обратимой реакции Дильса-Альдера: передовая лаборатория для студентов на стыке органической химии и материаловедения». Журнал химического образования. 88 (8): 1137–40. Bibcode:2011JChEd..88.1137W. Дои:10.1021 / ed101109f.
  41. ^ а б Саэгуса Т., Сада К., Нака А., Номура Р., Саегуса Т. (1993). «Синтез и окислительно-восстановительное гелеобразование полиоксазолина, модифицированного дисульфидом». Макромолекулы. 26 (5): 883–87. Bibcode:1993MaMol..26..883C. Дои:10.1021 / ma00057a001.
  42. ^ Зеленый R (15.02.2014). «Ученые создают недорогой самовосстанавливающийся полимер». Gizmag.com. Получено 2014-02-26.
  43. ^ Ин Х, Чжан И, Ченг Дж (2014). «Динамическая карбамидная связка для создания обратимых и самовосстанавливающихся полимеров». Nature Communications. 5: 3218. Bibcode:2014НатКо ... 5.3218Y. Дои:10.1038 / ncomms4218. ЧВК  4438999. PMID  24492620.
  44. ^ Ин Х, Чжан И, Ченг Дж (2014). «Динамическая карбамидная связка для создания обратимых и самовосстанавливающихся полимеров». Nature Communications. 5: 3218. Bibcode:2014НатКо ... 5.3218Y. Дои:10.1038 / ncomms4218. ЧВК  4438999. PMID  24492620.
  45. ^ Madden I, Luijten E (14 марта 2017 г.). «Молекулярная динамика обратимых самовосстанавливающихся материалов». Бюллетень Американского физического общества. 62 (4): H18.002. Bibcode:2017APS..MARH18002M.
  46. ^ Капелот M, Unterlass MM, Tournilhac F, Leibler L (17.07.2012). «Каталитический контроль стеклования витримера». Буквы макросов ACS. 1 (7): 789–92. Дои:10.1021 / mz300239f. ISSN  2161-1653.
  47. ^ Fortman DJ, Brutman JP, Cramer CJ, Hillmyer MA, Dichtel WR (ноябрь 2015 г.). «Механически активированные, не содержащие катализаторов, полигидроксиуретановые витримеры». Журнал Американского химического общества. 137 (44): 14019–22. Дои:10.1021 / jacs.5b08084. PMID  26495769.
  48. ^ Дениссен В., Винне Дж. М., Дю Пре Ф. Э. (январь 2016 г.). «Витримеры: постоянные органические сети со стекловидной текучестью». Химическая наука. 7 (1): 30–38. Дои:10.1039 / C5SC02223A. ЧВК  5508697. PMID  28757995.
  49. ^ а б c Scheutz GM, Lessard JJ, Sims MB, Sumerlin BS (октябрь 2019 г.). «Адаптируемые сшивки в полимерных материалах: разрешение пересечения термопластов и термореактивных материалов». Журнал Американского химического общества. 141 (41): 16181–96. Дои:10.1021 / jacs.9b07922. PMID  31525287.
  50. ^ Лессард Дж. Дж., Гарсия Л. Ф., Истерлинг С. П., Симс МБ, Бенц К. С., Аренсибия С., Савин Д. А., Сумерлин Б. С. (20 февраля 2019 г.). «Бескатализаторные витримеры из виниловых полимеров». Макромолекулы. 52 (5): 2105–11. Bibcode:2019МаМол..52.2105Л. Дои:10.1021 / acs.macromol.8b02477. ISSN  0024-9297.
  51. ^ Lessard JJ, Scheutz GM, Sung SH, Lantz KA, Epps III TH, Sumerlin BS (декабрь 2019 г.). «Блоксополимерные витримеры». Журнал Американского химического общества. 142 (1): 283–89. Дои:10.1021 / jacs.9b10360. PMID  31794219.
  52. ^ Лю Т, Хао Ц., Чжан С., Ян Х, Ван Л., Хань Дж, Ли И, Синь Дж, Чжан Дж (2018-08-14). «Самозаживляющийся биоэпоксидный материал с высокой температурой стеклования на основе химии витримеров». Макромолекулы. 51 (15): 5577–85. Bibcode:2018MaMol..51.5577L. Дои:10.1021 / acs.macromol.8b01010. ISSN  0024-9297.
  53. ^ Монахи К., Стюарт А. «Самовосстанавливающийся пластик обещает небьющиеся телефоны». CNN. Получено 2019-12-06.
  54. ^ а б Blaiszik BJ, Kramer SL, Olugebefola SC, Moore JS, Sottos NR, White SR (2010). «Самозаживляющие полимеры и композиты». Ежегодный обзор исследований материалов. 40 (1): 179–211. Bibcode:2010AnRMS..40..179B. Дои:10.1146 / annurev-matsci-070909-104532. ISSN  1531-7331.
  55. ^ Ван И, Фам Д. Т., Цзи С. (31 декабря 2015 г.). «Самовосстанавливающиеся композиты: обзор». Cogent Engineering. 2 (1): 1075686. Дои:10.1080/23311916.2015.1075686.
  56. ^ а б c d White SR, Sottos NR, Geubelle PH, Moore JS, Kessler MR, Sriram SR, et al. (Февраль 2001 г.). «Автономное заживление полимерных композитов». Природа. 409 (6822): 794–97. Дои:10.1038/35057232. PMID  11236987. S2CID  11334883.
  57. ^ а б c White SR, Delafuente DA, Ho V, Sottos NR, Moore JS, White SR (2007). «Самовосстановление с растворителем в эпоксидных материалах». Макромолекулы. 40 (25): 8830–32. Bibcode:2007MaMol..40.8830C. CiteSeerX  10.1.1.494.785. Дои:10.1021 / ma701992z.
  58. ^ а б Коричневый EN, Соттос Н. Р., Белый С. Р. (2002). «Испытание на разрушение самовосстанавливающегося полимерного композита». Экспериментальная механика. 42 (4): 372–79. Дои:10.1007 / BF02412141. HDL:2142/265. S2CID  189768207.
  59. ^ Граббс Р. Х., Тумас В. (февраль 1989 г.). «Синтез полимеров и химия переходных металлов». Наука. 243 (4893): 907–15. Bibcode:1989Sci ... 243..907G. Дои:10.1126 / science.2645643. PMID  2645643.
  60. ^ а б Панг Дж. В., Бонд И. П. (2005). «Полимерный композит, армированный полым волокном, обеспечивающий самовосстановление и улучшенную видимость повреждений». Композитная наука и технологии. 65 (11–12): 1791–99. CiteSeerX  10.1.1.552.4996. Дои:10.1016 / j.compscitech.2005.03.008.
  61. ^ Келлер М.В., Белый С.Р., Соттос Н.Р. (2007). «Самовосстанавливающийся поли (диметилсилоксан) эластомер». Adv. Функц. Матер. 17 (14): 2399–404. Bibcode:2007ФДТ ........ 81К. Дои:10.1002 / adfm.200700086.
  62. ^ Карузо М.М., Делафуэнте Д.А., Хо В., Соттос Н.Р., Мур Дж.С., Белый С.Р. (2007). «Самовосстанавливающиеся эпоксидные материалы с добавкой растворителей». Макромолекулы. 40 (25): 8830–32. Bibcode:2007MaMol..40.8830C. CiteSeerX  10.1.1.494.785. Дои:10.1021 / ma701992z.
  63. ^ Чо С.Х., Андерссон Х.М., Белый С.Р., Соттос Н.Р., Браун П.В. (2006). «Самозаживляющие материалы на основе полидиметилсилоксана». Adv. Матер. 18 (8): 997–1000. Дои:10.1002 / adma.200501814.
  64. ^ Сухой CM, Sottos NR (1993). «Пассивный умный самовосстановление в композиционных материалах с полимерной матрицей». Умные конструкции и материалы 1993: умные материалы. SPIE Proc. (1916): 438–44. Bibcode:1993SPIE.1916..438D. Дои:10.1117/12.148501. S2CID  136696600.
  65. ^ Ван К.М., Лоренте С., Бежан А. (2006). «Васкуляризованные сети с двумя оптимизированными размерами каналов». J. Phys. D: Прил. Phys. 39 (14): 3086–96. Bibcode:2006JPhD ... 39,3086 Вт. Дои:10.1088/0022-3727/39/14/031.
  66. ^ Сухой C (1996). «Разработанные процедуры самостоятельного ремонта композитных материалов с полимерной матрицей». Композитная структура. 35 (3): 263–64. Дои:10.1016/0263-8223(96)00033-5.
  67. ^ а б c d е ж г час я j Olugebefola SC, Aragón AM, Hansen CJ, Hamilton AR, Kozola BD, Wu W. и др. (2010). "Полимерные композиты микрососудистой сети". Журнал композитных материалов. 44 (22): 2587–603. Bibcode:2010JCoMa..44.2587O. Дои:10.1177/0021998310371537. ISSN  0021-9983. S2CID  14499195.
  68. ^ а б c Уильямс HR, Траск RS, Bond IP (2007). «Самовосстанавливающиеся композитные сэндвич-конструкции». Умные материалы и конструкции. 16 (4): 1198–207. Bibcode:2007SMaS ... 16,1198 Вт. Дои:10.1088/0964-1726/16/4/031. ISSN  0964-1726.
  69. ^ а б Hayes SA, Джонс FR, Marshiya K, Zhang W (2007). «Самовосстанавливающийся термореактивный композитный материал». Композиты Часть A: Прикладная наука и производство. 38 (4): 1116–20. Дои:10.1016 / j.compositesa.2006.06.008. ISSN  1359-835X.
  70. ^ Thostenson ET, Chou TW (2006). «Сети углеродных нанотрубок: определение распределенной деформации и повреждений для прогнозирования жизни и самоисцеления». Передовые материалы. 18 (21): 2837–41. Дои:10.1002 / adma.200600977. ISSN  0935-9648.
  71. ^ Носоновский М (сентябрь 2011). «Материаловедение: скользко при намокании». Природа. 477 (7365): 412–13. Bibcode:2011Натура.477..412Н. Дои:10.1038 / 477412a. PMID  21938059. S2CID  205067351.
  72. ^ «Повторное самовосстановление теперь возможно в композитных материалах». Институт Бекмана. Получено 17 ноября 2016.
  73. ^ Ян Т., Чжан Дж, Моуриц А.П., Ван С.Х. (2013). «Заживление Т-образных стыков углеродного волокна и эпоксидного композита с помощью сшивания исправляемого полимерного волокна». Композиты Часть B: Инженерия. 45: 1499–507. Дои:10.1016 / j.compositesb.2012.08.022.
  74. ^ Куллинан Дж. Ф., Висном М., Бонд I (2015). Новый метод обработки повреждений и ремонта композитных тройников на месте. 56-я конференция AIAA / ASCE / AHS / ASC по структурам, структурной динамике и материалам. Рестон, Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики. п. 1577.
  75. ^ Минакучи С., Сан Д., Такеда Н. (2014). «Иерархическая система для автономного обнаружения и устранения расслоений в крупномасштабных композитных конструкциях». Умные материалы и конструкции. 23 (11): 115014. Bibcode:2014SMaS ... 23k5014M. Дои:10.1088/0964-1726/23/11/115014.
  76. ^ Кесслер MR, Белый SR (2001). «Самоактивирующееся заживление повреждений отслоения в тканых композитах» (PDF). Композиты Часть A: Прикладная наука и производство. 32 (5): 683–99. Дои:10.1016 / с1359-835x (00) 00149-4.
  77. ^ а б Кесслер MR, Соттос Н.Р., Белый SR (2003). «Самовосстанавливающиеся конструкционные композиционные материалы». Композиты Часть A: Прикладная наука и производство. 34 (8): 743–53. Дои:10.1016 / S1359-835X (03) 00138-6.
  78. ^ Пател А.Дж., Соттос Н.Р., Ветцель Э.Д., Белый С.Р. (2010). «Автономное заживление повреждений при низкоскоростном ударе в композитах, армированных волокном». Композиты Часть A: Прикладная наука и производство. 41 (3): 360–68. Дои:10.1016 / j.compositesa.2009.11.002.
  79. ^ Норрис С.Дж., Уайт Дж.А., Маккомб Дж., Чаттерджи П., Bond IP, Траск Р.С. (2012). «Автономный стимул вызвал самовосстановление в интеллектуальных конструкционных композитах». Умные материалы и конструкции. 21 (9): 094027. Bibcode:2012SMaS ... 21i4027N. Дои:10.1088/0964-1726/21/9/094027.
  80. ^ Блей С.М., Погрузчик CB, Хавис В.Дж., Хамберстон Л., Кертис П.Т. (2001). «Умная система ремонта композитов с полимерной матрицей». Композиты Часть A: Прикладная наука и производство. 32 (12): 1767–76. Дои:10.1016 / с1359-835x (01) 00020-3.
  81. ^ Траск Р.С., Bond IP (2006). «Биомиметическое самовосстановление сложных композитных структур с использованием полых стеклянных волокон». Умные материалы и конструкции. 15 (3): 704–10. Bibcode:2006SMaS ... 15..704T. Дои:10.1088/0964-1726/15/3/005.
  82. ^ Траск Р.С., Bond IP (июнь 2010 г.). «Биоинженерное исследование сосудов Plantae для самовосстановления композитных структур». Журнал Королевского общества, Интерфейс. 7 (47): 921–31. Дои:10.1098 / rsif.2009.0420. ЧВК  2871803. PMID  19955122.
  83. ^ Эссер-Кан А.П., Такре П.Р., Донг Х., Патрик Дж.Ф., Власко-Власов В.К., Соттос Н.Р. и др. (Август 2011 г.). «Трехмерные микрососудистые композиты, армированные волокном». Передовые материалы. 23 (32): 3654–58. Дои:10.1002 / adma.201100933. PMID  21766345.
  84. ^ Хуанг CY, Траск RS, Bond IP (август 2010 г.). «Характеристика и анализ полимерных композитных ламинатов, армированных углеродным волокном, со встроенной круговой сосудистой сетью». Журнал Королевского общества, Интерфейс. 7 (49): 1229–41. Дои:10.1098 / rsif.2009.0534. ЧВК  2894872. PMID  20150337.
  85. ^ Айсса Б., Террио Д., Хаддад Е., Джамроз В. (2011). «Системы самовосстанавливающихся материалов: обзор основных подходов и последних разработанных технологий». Достижения в области материаловедения и инженерии. 2012: 1–17. Дои:10.1155/2012/854203.
  86. ^ а б Чен Ю., Гуань З. (сентябрь 2014 г.). «Блок-сополимеры с многовалентными водородными связями самоорганизуются в прочные и жесткие самовосстанавливающиеся материалы». Химические коммуникации. 50 (74): 10868–70. Дои:10.1039 / C4CC03168G. PMID  25090104.
  87. ^ Биндер WH (2013). «Самовосстанавливающиеся иономеры». Самовосстанавливающиеся полимеры: от принципов к применению (1-е изд.). Вайнхайм: Wiley-VCH Verlag GmbH. С. 315–34. Дои:10.1002 / 9783527670185.ch13. ISBN  978-3-527-33439-1.
  88. ^ Варлей Р.Дж., Цвааг С.В. (2008). «Разработка квазистатического метода испытаний для исследования происхождения самовосстановления в иономерах в условиях баллистической защиты». Полимерные испытания. 27: 11–19. Дои:10.1016 / j.polymertesting.2007.07.013.
  89. ^ Лиуа Ю.Л., Чуоа Т.В. (2013). «Самовосстанавливающиеся полимеры на основе термически обратимой химии Дильса – Альдера». Полимерная химия. 4 (7): 2194–05. Дои:10.1039 / C2PY20957H.
  90. ^ Джин Х., Миллер Г.М., Пети С.Дж., Гриффин А.С., Стрэдли Д.С., Роуч Д., Соттос Н.Р., Белый С.Р. (2013). «Поведение при разрушении самовосстанавливающегося, упрочненного эпоксидного клея». Int. J. Adhes. Клеи. 44: 157–65. Дои:10.1016 / j.ijadhadh.2013.02.015.
  91. ^ Блайзик Б.Дж., Крамер С.Л., Грейди М.Э., Макилрой Д.А., Мур Дж.С., Соттос Н.Р., Белый С.Р. (январь 2012 г.). «Автономное восстановление электропроводности». Передовые материалы. 24 (3): 398–401. Дои:10.1002 / adma.201102888. PMID  22183927.
  92. ^ Канг С., Джонс А. Р., Мур Дж. С., Белый С. Р., Соттос Н. Р. (2014). «Микрокапсулированные суспензии технического углерода для восстановления электропроводности». Adv. Функц. Матер. 24 (20): 2947–56. Дои:10.1002 / adfm.201303427.
  93. ^ Марквика Э.Д., Бартлетт, доктор медицины, Хуанг X, Маджиди С. (июль 2018 г.). «Автономно электрически самовосстанавливающийся жидкий металл-эластомерный композит для прочной робототехники и электроники с мягкой материей». Материалы Природы. 17 (7): 618–24. Bibcode:2018НатМа..17..618M. Дои:10.1038 / s41563-018-0084-7. PMID  29784995. S2CID  29160161.
  94. ^ Хуанг М., Ян Дж. (2011). «Простое микрокапсулирование HDI для самовосстанавливающихся антикоррозионных покрытий». Журнал химии материалов. 21 (30): 11123–30. Дои:10.1039 / C1JM10794A.
  95. ^ Ян Дж., Келлер М.В., Мур Дж. Ф., Белый С. Р., Соттос Н. Р. (2008). «Микрокапсулирование изоцианатов для самовосстанавливающихся полимеров». Макромолекулы. 41 (24): 9650–55. Bibcode:2008MaMol..41.9650Y. Дои:10.1021 / ma801718v.
  96. ^ Мэн Л.М., Юань Ю.К., Ронг М.З., Чжан М.К. (2010). «Однокомпонентная стратегия самовосстановления полимеров с двойным механизмом». Журнал химии материалов. 20 (29): 5969–6196. Дои:10.1039 / C0JM00268B.
  97. ^ Джин Х. Х., Мангун С. Л., Стрэдли Д. С., Мур Дж. С., Соттос Н. Р., Белый С. Р. (2012). «Самовосстанавливающийся термореактивный материал с использованием заживляющей химии инкапсулированного эпоксиамина». Полимер. 53 (2): 581–87. Дои:10.1016 / я.полимер.2011.12.005.
  98. ^ Сурьянараяна Ч., Рао К.С., Кумар (2008). «Приготовление и характеристика микрокапсул, содержащих льняное масло, и его использование в самовосстанавливающихся покрытиях». Прогресс в органических покрытиях. 63: 72–78. Дои:10.1016 / j.porgcoat.2008.04.008.
  99. ^ Джадхав Р.С., Хундивале Д.Г., Махуликар П.П. (2011). «Синтез и характеристика фенолформальдегидных микрокапсул, содержащих льняное масло, и его использование в эпоксидной смоле для самовосстановления и антикоррозионного покрытия». Журнал прикладной науки о полимерах. 119 (5): 2911–16. Дои:10.1002 / app.33010.
  100. ^ Самадзаде М., Бураа С.Х., Пейкария М., Ашрафиб А, Касирихак М. (2011). «Тунговое масло: автономное восстанавливающее средство для самовосстанавливающихся эпоксидных покрытий». Прогресс в органических покрытиях. 70 (4): 383–87. Дои:10.1016 / j.porgcoat.2010.08.017.
  101. ^ Татья, П. Д., Махуликар, П. П., и Гите, В. В. (2016). Разработка микрокапсул полимочевины на основе полиамидоаминов, содержащих тунговое масло, для нанесения антикоррозионных покрытий. Журнал технологий и исследований покрытий, 13 (4), 715–26.
  102. ^ Гите, В. В., Татия, П. Д., Марате, Р. Дж., Махуликар, П. П., и Хундивале, Д. Г. (2015). Микрокапсулирование хинолина в качестве ингибитора коррозии в микрокапсулах из полимочевины для применения в антикоррозионных полиуретановых покрытиях. Прогресс в органических покрытиях, 83, 11–18.
  103. ^ Марате, Р. Дж., Чаудхари, А. Б., Хедау, Р. К., Сон, Д., Чаудхари, В. Р., и Гите, В. В. (2015). Микрокапсулы мочевины и формальдегида (УФ), заполненные ингибитором коррозии, для улучшения антикоррозионных свойств многофункциональных полиуретановых покрытий на основе акрила. RSC Advances, 5 (20), 15539–46.
  104. ^ Татья, П. Д., Хедаоо, Р. К., Махуликар, П. П., и Гите, В. В. (2013). Новые микрокапсулы полимочевины с использованием дендритного функционального мономера: синтез, характеристика и использование в самовосстанавливающихся и антикоррозионных полиуретановых покрытиях. Исследования в области промышленной и инженерной химии, 52 (4), 1562–70.
  105. ^ Хедаоо, Р. К., и Гите, В. В. (2014). Полимерное микрокапсулирование природного пестицида на основе возобновляемых ресурсов и исследование его выпуска: альтернативный зеленый подход. Успехи RSC, 4 (36), 18637–44.
  106. ^ а б Де Роой М., Ван Титтельбом К., Де Бели Н., Шланген Э, ред. (2011). Явления самовосстановления в цементных материалах. Springer Нидерланды. ISBN  978-94-007-6624-2.
  107. ^ Эдвардсен C (1999). «Водопроницаемость и автогенное залечивание трещин в бетоне». Журнал материалов ACI. 96 (4): 448–54. Дои:10.14359/645.
  108. ^ Мостави Э., Асади С., Хассан М., Алансари М. (декабрь 2015 г.). «Оценка механизмов самовосстановления в бетоне с двустенными микрокапсулами силиката натрия» (PDF). Материалы в гражданском строительстве. 27 (12): 04015035. Дои:10.1061 / (ASCE) MT.1943-5533.0001314.
  109. ^ Эрлих Н.Л. (1996). «Как микробы влияют на рост и растворение минералов». Химическая геология. 1–4 (132): 5–9. Bibcode:1996ЧГео.132 .... 5Э. Дои:10.1016 / S0009-2541 (96) 00035-6.
  110. ^ Йонкерс Х.М., Шланген Э. (2007). AJM Schmetz, van der Zwaag (ред.). «Ремонт трещин бактериями, иммобилизованными в бетоне». Труды Первой Международной конференции по самовосстанавливающимся материалам. Спрингер: 1–7. ISBN  9781402062490.
  111. ^ Йонкерс Х (2007). «Самовосстанавливающийся бетон: биологический подход». В ван дер Цвааг S (ред.). Самовосстанавливающиеся материалы: альтернативный подход к материаловедению 20 веков. Дордрехт: Спрингер. С. 195–204.
  112. ^ Йонкерс Х.М., Тийссен А, Муйзер Г, Копуроглу О, Шланген Э (2010). «Применение бактерий в качестве средства самовосстановления для создания устойчивого бетона». Экологическая инженерия. 36 (2): 230–35. Дои:10.1016 / j.ecoleng.2008.12.036.
  113. ^ Йонкерс Х (2011). «Самовосстанавливающийся бетон на основе бактерий» (PDF). ГЕРОН. 56 (1/2).
  114. ^ Ван Титтельбум К., Де Бели Н., Ван Лоо Д., Джейкобс П. (2011). «Эффективность самовосстановления цементных материалов, содержащих трубчатые капсулы, заполненные заживляющим агентом». Цементные и бетонные композиты. 33 (4): 497–505. Дои:10.1016 / j.cemconcomp.2011.01.004.
  115. ^ Ван Дж., Ван Титтельбум К., Де Бели Н., Верстрете В. (2012). «Использование бактерий, иммобилизованных на силикагеле или полиуретане для самовосстановления бетона». Строительные и строительные материалы. 26 (1): 532–40. Дои:10.1016 / j.conbuildmat.2011.06.054.
  116. ^ Чаудхари, А. Б., Татья, П. Д., Хедаоо, Р. К., Кулкарни, Р. Д., и Гите, В. В. (2013). Полиуретан на основе полиэфирамидов нимового масла для самовосстанавливающихся антикоррозионных покрытий. Исследования в области промышленной и инженерной химии, 52 (30), 10189–97.
  117. ^ Оно М, Накао В., Такахаши К., Накатани М., Андо К. (2007). «Новая методология, гарантирующая структурную целостность композита Al2O3 / SiC с использованием заживления трещин и контрольных испытаний». Усталость. Англ. Mater. Struct. 30 (7): 599–607. Дои:10.1111 / j.1460-2695.2007.01132.x.
  118. ^ Ян HJ, Pei YT, Rao JC, De Hosson JT (2012). "Самовосстановление Ti2AlC керамика ». Журнал химии материалов. 22 (17): 8304–13. Дои:10.1039 / C2JM16123K.
  119. ^ Song GM, Pei YT, Sloof WG, Li SB, De Hosson JT, Van der Zwaag S (январь 2008 г.). "Заживление трещин в титане, вызванное окислением.3AlC2 керамика ». Scripta Materialia. 58 (1): 13–16. Дои:10.1016 / j.scriptamat.2007.09.006.
  120. ^ Ли С., Сонг Дж., Квакернаак К., ван дер Цвааг С., Sloof WG (2012). "Заживление множественных трещин Ti2AlC керамика ». Журнал Европейского керамического общества. 32 (8): 1813–20. Дои:10.1016 / j.jeurceramsoc.2012.01.017.
  121. ^ Фарле А.С., Квакернаак С., ван дер Цвааг С., Sloof WG (2015). «Концептуальное исследование потенциала керамики Mn + 1AXn-фазы для самовосстановления трещин». Журнал Европейского керамического общества. 35: 37–45. Дои:10.1016 / j.jeurceramsoc.2014.08.046.
  122. ^ Накао В., Такахаши К., Андо К. (20 января 2009 г.). Самовосстанавливающиеся материалы, Дизайн, стратегии и приложения. Wiley-VCH Verkag GmbH & Co KGaA. п. 188. ISBN  978-3-527-31829-2.
  123. ^ Накао В., Абэ С. (2012). «Повышение способности к самовосстановлению самовосстанавливающейся керамики, вызванной окислением, путем модификации заживляющего агента». Умные материалы и конструкции. 21 (2): 025002. Bibcode:2012SMaS ... 21b5002N. Дои:10.1088/0964-1726/21/2/025002.
  124. ^ Накао В., Такахаши К., Андо К. (2007). «Пороговое напряжение при лечении трещин в конструкционной керамике, обладающей способностью к заживлению трещин». Письма о материалах. 61 (13): 2711–13. Дои:10.1016 / j.matlet.2006.04.122.
  125. ^ Андо К., Ким Б.С., Чу М.С., Сайто С., Такахаши К. (2004). «Заживление трещин и механическое поведение композитов Al2O3 / Sic при повышенной температуре». Усталость. Англ. Mater. Struct. 27 (7): 533–41. Дои:10.1111 / j.1460-2695.2004.00785.x.
  126. ^ Ламли Р.Н., Мортон А.Дж., Полмеар И.Дж. (2002). «Улучшенные характеристики ползучести в сплаве Al-Cu-Mg-Ag за счет уменьшения возраста». Acta Materialia. 50 (14): 3597–3608. Дои:10.1016 / S1359-6454 (02) 00164-7.
  127. ^ Лаха К., Кионо Дж., Кисимото С., Шинья Н. (2005). «Благоприятное влияние сегрегации B на кавитацию ползучести в аустенитной нержавеющей стали типа 347». Scripta Materialia. 52 (7): 675–78. Дои:10.1016 / j.scriptamat.2004.11.016.
  128. ^ Лаха К., Кёно Дж, Шинья Н. (2007). «Усовершенствованная аустенитная нержавеющая сталь 18Cr-12Ni-Nb с повышенной устойчивостью к кавитации ползучести». Scripta Materialia. 56 (10): 915–18. Дои:10.1016 / j.scriptamat.2006.12.030.
  129. ^ Он С.М., Ван Дейк Н.Х., Шут Х., Пиксток Э.Р., ван дер Цвааг С. (2010). «Термически активированная преципитация на деформационных дефектах в сплавах Fe-Cu и Fe-Cu-B-N, исследованная методом позитронной аннигиляционной спектроскопии». Физический обзор. В 81 (9): 094103. Bibcode:2010PhRvB..81i4103H. Дои:10.1103 / PhysRevB.81.094103.
  130. ^ Он С.М., Ван Дейк Н.Х., Паладугу М., Шут Х., Кольбрехер Дж., Тихелаар Ф. Д., Ван дер Цвааг С. (2010). «Определение на месте выделений при старении в деформированных сплавах Fe-Cu и Fe-Cu-B-N с помощью малоуглового рассеяния нейтронов с временным разрешением». Физический обзор. В 82 (17): 174111. Bibcode:2010PhRvB..82q4111H. Дои:10.1103 / PhysRevB.82.174111.
  131. ^ Zhang S, Kohlbrecher J, Tichelaar FD, Langelaan G, Brück E, Van Der Zwaag S, Van Dijk NH (2013). «Дефектное выделение Au в сплавах Fe – Au и Fe – Au – B – N, исследованное методом малоуглового рассеяния нейтронов in situ». Acta Materialia. 61 (18): 7009–19. Дои:10.1016 / j.actamat.2013.08.015.
  132. ^ Чжан С., Квакернаак С., Слоф В., Брюк Е., ван дер Цвааг С., ван Дейк Н. (2015). "Самовосстановление повреждений ползучести осаждением золота в сплавах железа". Передовые инженерные материалы. 17 (5): 598–603. Дои:10.1002 / adem.201400511.
  133. ^ Эмбае Н.Б., Рамини С.К., Кузык М.Г. (август 2008 г.). «Механизмы обратимого фотодеградации дисперсного красителя Orange 11, легированного полимером ПММА». Журнал химической физики. 129 (5): 054504. arXiv:0808.3346. Bibcode:2008JChPh.129e4504E. Дои:10.1063/1.2963502. PMID  18698911. S2CID  16251414.
  134. ^ Рамини СК, Доусон Н., Кузык М.Г. (01.10.2011). «Проверка гипотезы диффузии как механизма самовосстановления в Disperse Orange 11 с добавкой поли (метилметакрилата)». JOSA B. 28 (10): 2408–12. arXiv:1106.2732. Bibcode:2011JOSAB..28.2408R. Дои:10.1364 / JOSAB.28.002408. ISSN  1520-8540. S2CID  118576642.
  135. ^ Рамини С.К., Кузык М.Г. (август 2012 г.). «Модель самовосстановления, основанная на полимерно-опосредованных корреляциях хромофоров». Журнал химической физики. 137 (5): 054705. arXiv:1205.0481. Bibcode:2012ЖЧФ.137э4705Р. Дои:10.1063/1.4739295. PMID  22894369. S2CID  5512565.
  136. ^ Ян З, Вэй З, Лэ-пинг Л., Хун-мэй В., Ву-цзюнь Л. (2011). «Самовосстанавливающееся композитное антикоррозионное покрытие». Физические процедуры. 18: 216–21. Bibcode:2011ФПро..18..216л. Дои:10.1016 / j.phpro.2011.06.084. ISSN  1875-3892.
  137. ^ Чжу М., Ронг М.З., Чжан М.К. (2014). «Самовосстанавливающиеся полимерные материалы в направлении неструктурного восстановления функциональных свойств». Полимер Интернэшнл. 63 (10): 741–49. Дои:10.1002 / pi.4723.
  138. ^ Пачеко Дж., Шавия Б., Шланген Э., Польдер РБ (2014). «Оценка трещин в железобетоне с помощью электрического сопротивления и анализа изображений». Строительные и строительные материалы. 65: 417–26. Дои:10.1016 / j.conbuildmat.2014.05.001.
  139. ^ Молдин TC, Кесслер MR (2010). «Самовосстанавливающиеся полимеры и композиты». Международные обзоры материалов. 55 (6): 317–46. Дои:10.1179 / 095066010X12646898728408.
  140. ^ «Самовосстанавливающийся эластомер поступает в промышленное производство». www.arkema.com. Получено 2015-12-13.
  141. ^ Бурзак К. (12 декабря 2008 г.). «Первые самовосстанавливающиеся покрытия». technologyreview.com. Получено 18 ноября 2016.
  142. ^ Ринкон П. (30 октября 2010 г.). «Время лечить: материалы, которые сами себя восстанавливают». BBC. Получено 19 мая 2013.

внешние ссылки