Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
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 - это искусственные или синтетические вещества, которые обладают встроенной способностью автоматически восстанавливать повреждения без какой-либо внешней диагностики проблемы или вмешательства человека. Как правило, материалы со временем разлагаются из-за усталости , условий окружающей среды или повреждений, полученных во время работы. Было показано, что трещины и другие типы повреждений на микроскопическом уровне изменяют тепловые , электрические и акустические свойства материалов, а распространение трещин может привести к возможному разрушению.материала. Как правило, трещины трудно обнаружить на ранней стадии, и для периодических проверок 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 своих чувствительных и исполнительных свойств. [1] : 145

Хотя наиболее распространенными типами самовосстанавливающихся материалов являются полимеры или эластомеры , самовосстановление охватывает все классы материалов, включая металлы , керамику и вяжущие 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 исправить повреждения, вызванные нормальным использованием, может предотвратить затраты, связанные с отказом материала, и снизить затраты на ряд различных промышленных процессов за счет более длительного срока службы деталей и снижения неэффективности, вызванной ухудшением характеристик со временем. [2]

История [ править ]

Римский бетон [ править ]

В древние римляне использовали форму известкового раствора , который был найден , чтобы иметь самовосстановления свойства. [3] К 2014 году геолог Мари Джексон и ее коллеги воссоздали тип раствора, который использовался на рынке Траяна и других римских сооружениях, таких как Пантеон и Колизей, и изучили его реакцию на растрескивание. [4] Римляне смешали особый тип вулканического пепла, называемый Pozzolane Rosse , из вулкана Альбан-Хиллз , с негашеной известью и водой . Они использовали его, чтобы связать вместе куски туфа размером в дециметр., агрегат вулканической породы. [3] В результате пуццолановой активности по мере затвердевания материала известь взаимодействовала с другими химическими веществами в смеси и была заменена кристаллами алюмосиликатного минерала кальция под названием Стретлингит . Кристаллы пластинчатого стрэтлингита растут в цементирующей матрице материала, включая межфазные зоны, где могут развиваться трещины. Это продолжающееся образование кристаллов удерживает вместе строительный раствор и крупный заполнитель, препятствуя образованию трещин, в результате чего материал прослужил 1900 лет. [5] [6]

Материаловедение [ править ]

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

Самовосстанавливающиеся материалы стали широко признанной областью изучения только в 21 веке. Первая международная конференция по самовосстанавливающимся материалам была проведена в 2007 году. [7] Область самовосстановления материалов связана с биомиметическими материалами, а также с другими новыми материалами и поверхностями со встроенной способностью к самоорганизации, такими как самосмазывающиеся и самоочищающиеся материалы. [8]

Биомиметика [ править ]

Растения и животные обладают способностью закрывать и залечивать 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 численной моделью. В случаях, когда речь идет в основном о физико-химических процессах, перенос особенно перспективен. В академической литературе [13] есть свидетельства того, что эти подходы к биомиметическому дизайну используются при разработке систем самовосстановления для полимерных композитов. [14] Приведенная выше структура DIW может использоваться для имитации структуры кожи. Toohey et al. сделал это с эпоксидной подложкой, содержащей сетку микроканалов, содержащихдициклопентадиен (DCPD) и включенный 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 трещины от предыдущих заживлений со временем накапливался. [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] Что касается небольшого веса покрытия и толщины слоя пенопласта, то максимальная эффективность ремонта составила 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 [ править ]

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] Автономные самовосстанавливающиеся полимерыследуйте 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 различается в зависимости от типа используемого механизма заживления (например, полимеризация , запутывание, обратимое поперечное сшивание). Эти материалы можно классифицировать по трем механизмам (капсульный, сосудистый и внутренний), которые можно хронологически соотнести с четырьмя поколениями. [27] Хотя в некотором смысле эти механизмы схожи, эти механизмы различаются способами скрытия или предотвращения реакции до тех пор, пока не будет нанесен реальный ущерб.

Распад полимера [ править ]

С молекулярной точки зрения традиционные полимеры поддаются механической нагрузке из-за разрыва сигма-связей . [28] В то время как новые полимеры могут образовываться другими способами, традиционные полимеры обычно образуются в результате гомолитического или гетеролитического разрыва связи . Факторы, определяющие пластичность полимера, включают: тип напряжения, химические свойства, присущие полимеру, уровень и тип сольватации и температуру. [28] С точки зрения макромолекул , вызванные стрессом повреждения на молекулярном уровне приводят к более масштабным повреждениям, называемым 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]

Разрыв гомолитической связи [ править ]

Схема 1. Гомолитическое расщепление полиметилметакрилата (ПММА).

Было обнаружено, что полимеры подвергаются гомолитическому разрыву связи за счет использования радикальных репортеров, таких как DPPH (2,2-дифенил-1-пикрилгидразил) и PMNB (пентаметилнитрозобензол). При гомолитическом расщеплении связи образуются два радикальных вида, которые могут рекомбинировать для восстановления повреждений или может инициировать другие гомолитические расщепления, которые, в свою очередь, могут привести к большему ущербу. [28]

Разрыв гетеролитической связи [ править ]

Схема 2. Гетеролитический расщепление полиэтиленгликоля .

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

Обратимый разрыв связи [ править ]

Некоторые полимеры поддаются механическому воздействию нетипичным обратимым образом. [30] Полимеры на основе Дильса-Альдера претерпевают обратимое циклоприсоединение , когда механическое напряжение расщепляет две сигма-связи в ретрореакции Дильса-Альдера . Это напряжение приводит к появлению дополнительных электронов с пи-связями в отличие от радикальных или заряженных фрагментов. [2]

Супрамолекулярный распад [ править ]

Супрамолекулярные полимеры состоят из мономеров, которые взаимодействуют нековалентно . [31] Общие взаимодействия включают водородные связи , [32] координацию металлов 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 [ править ]

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 достигает самовосстановления в термореактивных матрицах за счет включения плавких термопластических добавок. Температурный триггер позволяет повторно диспергировать термопластические добавки в трещины, 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 [ править ]

Обратимые системы - это полимерные системы, которые могут возвращаться в исходное состояние, будь то мономерное , олигомерное или несшитое. Поскольку полимер стабилен при нормальных условиях, обратимый процесс обычно требует внешнего воздействия. В случае полимера с обратимым заживлением, если материал поврежден такими способами, как нагревание, и его можно восстановить до своих компонентов, его можно восстановить или «вылечить» до своей полимерной формы, применив исходные условия, использованные для его полимеризации.

Полимерные системы, основанные на образовании и разрыве ковалентных связей [ править ]

Дильс-Альдер и ретро-Дильс-Альдер [ править ]

Среди примеров обратимых заживляющих полимеров очень многообещающими являются реакция Дильса-Альдера (DA) и ее ретро - аналог Дильса-Альдера (RDA) из-за ее термической обратимости. Обычно мономер, содержащий функциональные группы, такие как фуран или малеимид, образуют две углерод-углеродные связи особым образом и образуют полимер посредством реакции DA. Этот полимер при нагревании распадается на свои исходные мономерные звенья в результате реакции RDA, а затем преобразовывает полимер при охлаждении или в любых других условиях, которые изначально использовались для получения полимера. За последние несколько десятилетий два типа обратимых полимеровбыли изучены: (i) полимеры, в которых боковые группы, такие как фурановые или малеимидные группы, сшиваются посредством последовательных реакций сочетания DA; (ii) полимеры, в которых многофункциональные мономеры связываются друг с другом посредством последовательных реакций сочетания DA. [30]

Сшитые полимеры [ править ]

В этом типе полимера полимер образуется в результате сшивания боковых групп линейных термопластов . Например, Saegusa et al. показали обратимое сшивание модифицированных поли ( N- ацетилэтилениминов), содержащих малеимидные или фуранкарбонильные боковые группы. Реакция показана на схеме 3. Они смешали два дополнительных полимера, чтобы получить сильно сшитый материал посредством DA-реакции фурановых и малеимидных звеньев при комнатной температуре в виде сшитого полимера.является более термодинамически стабильным, чем отдельные исходные материалы. Однако при нагревании полимера до 80 ° C в течение двух часов в полярном растворителе два мономера были регенерированы посредством реакции RDA, что указывает на разрушение полимеров . [38] Это стало возможным, потому что энергия нагрева дала достаточно энергии, чтобы преодолеть энергетический барьер и в результате образовались два мономера . Охлаждение двух исходных мономеров или поврежденного полимера до комнатной температуры в течение 7 дней вылечило и преобразовало полимер.

Схема 3. Обратимое сшивание полимера посредством реакции циклоприсоединения Дильса-Альдера между фураном и малеимидом. [38]

Обратимая реакция ДА / РДА не ограничивается фураном-meleimides на основе полимеров , как это показано на работе Ширальди и др. Они показали обратимое сшивание полимеров, содержащих боковую антраценовую группу, с малеимидами. Однако обратимая реакция протекала лишь частично при нагревании до 250 ° C из-за конкурирующей реакции разложения . [39]

Полимеризация многофункциональных мономеров [ править ]

В этих системах реакция DA происходит в самой основной цепи с образованием полимера, а не в качестве связующего звена. Для полимеризации и лечебных процессов DA-ступенчатый фуран - малеимид на основе полимера (3M4F) были продемонстрированы, подвергая его нагрев / охлаждение циклов. Трис-малеимид (3M) и тетрафуран (4F) образовывали полимер в результате реакции DA и при нагревании до 120 ° C деполимеризовались в результате реакции RDA, в результате чего получали 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 высокосшитая полимерная сетка на основе фуран-малеимида. [33]
Полимеры на основе тиолов [ править ]

Полимеры на основе тиолов имеют дисульфидные связи, которые могут быть обратимо сшиты посредством окисления и восстановления . В условиях восстановления дисульфидные (SS) мостики в полимере разрываются и приводят к образованию мономеров, однако в условиях окисления тиолы (SH) каждого мономера образуют дисульфидную связь , сшивая исходные материалы с образованием полимера. Chujo et al. показали обратимо-сшитый полимер на основе тиола с использованием поли ( N- ацетилэтиленимина). (Схема 5) [41]

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

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 зарекомендовал себя с эффективностью 80 процентов всего за два часа и 97 процентов через 24 часа. [ необходима цитата ] В 2014 году эластомер из полимочевиныБыло показано, что материал на основе самовосстановления сливается воедино после разрезания пополам без добавления катализаторов или других химикатов. В состав материала входят также недорогие коммерчески доступные соединения. Были изменены молекулы эластомера, благодаря чему связи между ними стали длиннее. Полученные в результате молекулы легче отделить друг от друга и лучше воссоединиться при комнатной температуре с почти такой же силой. Повторное склеивание 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 разрезания пополам без добавления катализаторов или других химикатов. [42] [43]

Однако мочевино-уретановые полимеры имеют температуру стеклования ниже 273 К, поэтому при комнатной температуре они представляют собой гели, а их предел прочности на разрыв низок. [44] Для оптимизации прочности на разрыв необходимо увеличить энергию обратимого связывания или длину полимера для увеличения степени 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 [ править ]

Витримеры - это 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 механическая прочность. [48] Самовосстановление этих материалов обусловлено обменом связями между сшитыми частицами в ответ на приложенные внешние раздражители, такие как тепло. Диссоциативный обмен - это процесс, при котором поперечные связи разрываются до рекомбинации поперечносшивающих веществ, тем самым восстанавливая плотность поперечных связей после обмена.[49] Примеры диссоциативного обмена включают обратимые перициклические реакции, нуклеофильное трансалкилирование и аминальное трансаминирование. Ассоциативный обмен включает реакцию замещения существующей сшивкой и сохранение сшивок на протяжении всего обмена. [49] Примеры ассоциативного обмена включают переэтерификацию, трансаминирование винилогенных 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, витримерные материалы перспективны для применения в медицине, например, самовосстанавливающейся биоэпоксидной смолы [52], а также для применения 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 по разработке более совершенных механических тестирование и понимание свойств материалов на протяжении всего срока службы этих материалов (т. е. циклов постобработки).

Сополимеры с силой Ван-дер-Ваальса

Если возмущение сил Ван-дер-Ваальса при механическом повреждении является энергетически невыгодным, встречно-штыревые чередующиеся или случайные сополимерные мотивы будут самоизлечиваться до энергетически более благоприятного состояния без внешнего вмешательства. Это самовосстановление происходит в пределах относительно узкого композиционного диапазона, зависящего от вязкоупругого отклика, который энергетически способствует самовосстановлению при разделении цепей из-за ассоциаций «ключ-и-замок» соседних цепей. По сути, силы Ван-дер-Ваальса стабилизируют соседние сополимеры, что отражается в увеличенных значениях плотности энергии когезии (CED). Городской и др.иллюстрирует, как индуцированные дипольные взаимодействия для чередующихся или неупорядоченных сополимеров поли (метилметакрилат-альт-ран-н-бутилакрилат) (p (MMA-alt-ran-nBA)) из-за направленных сил Ван-дер-Ваальса могут усилить CED при равновесии ( CEDeq) перепутанных и расположенных бок о бок сополимерных цепей.

[54] [55] [56]

Системы на основе внешних полимеров [ править ]

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, вступая в реакцию и позволяя восстановить функциональные возможности материала. [57]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 одномерно, двухмерно или трехмерно. После повреждения одного из этих капилляров сеть может быть пополнена внешним источником или другим неповрежденным каналом. Внутренние самовосстанавливающиеся материалы не имеют изолированного лечебного агента, но вместо этого обладают скрытой функцией самовосстановления, которая запускается повреждением или внешним стимулом. [57] Внешние самовосстанавливающиеся материалы могут достигать эффективности исцеления более 100%, даже когда урон велик. [58]

Исцеление микрокапсулами [ править ]

Общим для систем на основе капсул является то, что заживляющие агенты инкапсулируются в подходящие микроструктуры, которые разрываются при образовании трещин и приводят к последующему процессу для восстановления свойств материалов. Если стенки капсулы сделать слишком толстыми, они могут не сломаться при приближении трещины, но если они слишком тонкие, они могут разорваться преждевременно. [59] Для того, чтобы этот процесс происходил при комнатной температуре и чтобы реагенты оставались в мономерном состоянии внутри капсулы, в термореактивный реактор также вводят катализатор . Катализатор снижает энергетический барьер в реакции и позволяет мономер полимеризуется без добавления тепла. Капсулы (часто извоск ) вокруг мономера и катализатора важны для поддержания разделения до тех пор, пока трещина не облегчит реакцию. [30] [60] В системе капсула-катализатор инкапсулированный заживляющий агент высвобождается в полимерную матрицу и вступает в реакцию с катализатором, уже присутствующим в матрице. [61] При разработке этого типа материала возникает множество проблем. Во-первых, реакционная способность катализатора должна поддерживаться даже после того, как он был заключен в воск. Кроме того, мономер должен течь с достаточной скоростью (иметь достаточно низкую вязкость), чтобы покрыть всю трещину до ее полимеризации, иначе полное заживление не будет достигнуто. Наконец, катализатор должен быстро растворяться в мономере, чтобы эффективно реагировать и предотвращать дальнейшее распространение трещины. [60]

Схема 6. ROMP DCPD через катализатор Граббса.

Этот процесс был продемонстрирован с дициклопентадиеном (DCPD) и катализатором Граббса (бензилиден-бис (трициклогексилфосфин) дихлоррутений). Оба ДЦПД и катализатор Граббса вкладываются в эпоксидной смоле . Сам по себе мономер относительно инертен, и полимеризация не происходит. Когда микротрещина достигает как капсулы, содержащей DCPD, так и катализатора , мономер высвобождается из микрокапсулы ядро-оболочка и вступает в контакт с обнаженным катализатором, после чего мономер подвергается метатезисной полимеризации с раскрытием цикла (ROMP). [60]Реакция метатезиса мономера включает разрыв двух двойных связей в пользу новых связей. Присутствие катализатора позволяет снизить энергетический барьер (энергию активации), и реакция полимеризации может протекать при комнатной температуре. [62] Полученный полимер позволяет эпоксидному композиционному материалу восстановить 67% своей прежней прочности.

Катализатор Граббса - хороший выбор для этого типа системы, потому что он нечувствителен к воздуху и воде, а значит, достаточно прочен, чтобы поддерживать реактивность внутри материала. Использование живого катализатора важно для стимулирования множественных лечебных действий. [63] Главный недостаток - стоимость. Было показано, что использование большего количества катализатора напрямую соответствует более высокой степени заживления. Рутений довольно дорог, что делает его непрактичным для коммерческого использования.

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

Напротив, в многокапсульных системах и катализатор, и заживляющий агент заключены в разные капсулы. [64] В третьей системе, называемой скрытой функциональностью, инкапсулирован заживляющий агент, который может реагировать с компонентом полимеризатора, который присутствует в матрице в форме остаточных реактивных функциональных групп. [65] В последнем подходе (разделение фаз) заживляющий агент или полимеризатор разделяются на фазы в матричном материале. [66]

Сосудистые подходы [ править ]

Те же стратегии могут применяться в 1D, 2D и 3D системах на основе сосудов. [67] [68] [15]

Подход с полой трубкой [ править ]

В первом методе хрупкие стеклянные капилляры или волокна заделываются в композитный материал . (Примечание: это уже широко применяемая практика для упрочнения материалов. См. Армированный волокном пластик .) [69] Полученная пористая сеть заполнена мономером . При повреждении материала в результате регулярного использования трубы также трескаются, и в трещины выделяется мономер. Другие трубки, содержащие отвердитель, также растрескиваются и смешиваются с мономером , в результате чего трещина заживает. [63] При введении полых трубок в кристаллическую структуру следует учитывать множество факторов.. Во-первых, необходимо учитывать, что созданные каналы могут снизить несущую способность материала из-за удаления несущего материала. [70] Кроме того, диаметр канала, степень разветвления, расположение точек разветвления и ориентация канала являются одними из основных факторов, которые следует учитывать при создании микроканалов в материале. Материалы, которые не должны выдерживать больших механических нагрузок , но которым необходимы самовосстанавливающиеся свойства, могут содержать больше микроканалов, чем материалы, которые должны выдерживать нагрузку. [70] Есть два типа полых трубок: дискретные каналы и взаимосвязанные каналы. [70]

Дискретные каналы [ править ]

Дискретные каналы могут быть построены независимо от строительного материала и размещены в виде массива по всему материалу. [70] При создании этих микроканалов следует учитывать один важный фактор: чем ближе трубы расположены вместе, тем ниже будет прочность, но тем эффективнее будет извлечение. [70] Сэндвич-структура представляет собой тип дискретных каналов, которые состоят из трубок в центре материала и заживляют наружу от середины. [71] Жесткость многослойных конструкций высока, что делает их привлекательным вариантом для герметичных камер. [71]По большей части в сэндвич-структурах прочность материала сохраняется по сравнению с сосудистыми сетками. Также материал показывает практически полное восстановление после повреждений. [71]

Подключенные сети [ править ]

Взаимосвязанные сети более эффективны, чем дискретные каналы, но их сложнее и дороже создавать. [70] Самый простой способ создать эти каналы - применить основные принципы обработки для создания канавок в микромасштабе. Эти методы позволяют получить каналы от 600 до 700 микрометров. [70] Этот метод отлично работает в двухмерной плоскости, но при попытке создать трехмерную сеть они ограничены. [70]

Прямое рукописное письмо [ править ]

Технология Direct Ink Writing (DIW) - это управляемая экструзия вязкоупругих красок для создания трехмерных взаимосвязанных сетей. [70] Сначала органические чернила наносятся на определенный узор. Затем конструкция пропитывается таким материалом, как эпоксидная смола . Эта эпоксидная смола затем затвердевает , и чернила могут быть отсосаны с помощью небольшого вакуума, образуя полые трубки. [70]

Сети углеродных нанотрубок [ править ]

Благодаря растворению линейного полимера внутри твердой трехмерной эпоксидной матрицы, так что они могут смешиваться друг с другом, линейный полимер становится подвижным при определенной температуре [72]. Когда углеродные нанотрубки также включены в эпоксидный материал, и постоянный ток становится При прохождении через трубки значительный сдвиг кривой чувствительности указывает на необратимое повреждение полимера , таким образом «обнаруживая» трещину. [73] Когда углеродные нанотрубки обнаруживают трещину в структуре , их можно использовать в качестве теплопередачи для нагрева матрицы, чтобы линейные полимерыможет диффундировать, заполняя трещины в эпоксидной матрице. Таким образом исцеляет материал. [72]

СЛИПЫ [ править ]

Другой подход был предложен профессором Дж. Айзенбергом из Гарвардского университета, который предложил использовать скользкие пористые поверхности, наполненные жидкостью (SLIPS), пористый материал, вдохновленный плотоядным питчером и наполненный смазывающей жидкостью, не смешивающейся с водой и маслом. . [74] SLIPS обладают самовосстанавливающимися и самосмазывающимися свойствами, а также ледофобностью и успешно используются для многих целей.

Прошивка жертвенной нитью [ править ]

Органические нити (такие как, например, полилактидные нити) прошивают через ламинатные слои армированного волокном полимера, которые затем кипятят и вакуумируют из материала после отверждения полимера, оставляя после себя пустые каналы, которые можно заполнить заживляющими средствами. [75]

Самовосстанавливающиеся полимерные композиты, армированные волокном [ править ]

Способы реализации функции самовосстановления в наполненных композитах и ​​армированных волокном полимерах (FRP) почти исключительно основаны на внешних системах и, таким образом, могут быть в целом 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 предстоит доказать в стеклопластиках. 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.[76] [77] и фюзеляжи самолетов. [78]

Капсульные системы [ править ]

О создании капсульной системы впервые сообщили White et al. в 2001 г. [59], и с тех пор этот подход был адаптирован рядом авторов для внедрения в армированные волокном материалы. [79] [80] [81] 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 [ править ]

Сосудистый или волоконный подход может быть более подходящим для самовосстановления ударных повреждений в армированных волокнами полимерных композитных материалах. В этом методе сеть полых каналов, известных как сосуды, похожих на кровеносные сосуды в тканях человека, помещается в структуру и используется для введения заживляющего агента. Во время повреждения трещины распространяются через материал и в сосуды, вызывая их раскол. Затем жидкая смола пропускается через сосуды в плоскость повреждения, позволяя восстановить 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,например, управление температурным режимом и мониторинг состояния конструкций.[82] Для введения этих сосудов был предложен ряд методов, включая использование полых стеклянных волокон (HGF), [83] [84] 3D-печать, [15] процесс «потерянного воска» [85] [ 86] и путь сплошной преформы. [87]

Самовосстанавливающиеся покрытия [ править ]

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 благодаря автоматическому восстановлению 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.[88] [59] и введение обратимых физических связей, таких как водородная связь, [89] иономеры [90] [91] и химические связи (химия Дильса-Альдера). [92] Микрокапсулирование - наиболее распространенный метод создания самовосстанавливающихся покрытий. Капсульный подход, первоначально описанный Уайт и др., С использованием микрокапсулированного мономера дициклопентадиена (DCPD) и катализатора Граббса для самовосстановления эпоксидного полимера [59], позже был адаптирован для эпоксидных адгезивных пленок, которые обычно используются в аэрокосмической и автомобильной промышленности для склеивания. металлические и композитные подложки. [93]В последнее время микрокапсулированные жидкие суспензии металла или технического углерода использовались для восстановления электропроводности в многослойном микроэлектронном устройстве и электродах батареи соответственно; [94] [95] 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. [96]Наиболее распространенное применение этого метода доказано в полимерных покрытиях для защиты от коррозии. Защита металлических материалов от коррозии имеет большое экономическое и экологическое значение. Чтобы доказать эффективность микрокапсул в полимерных покрытиях для защиты от коррозии, исследователи заключили в капсулы ряд материалов. Эти материалы включают изоцианаты [97] [98] мономеры, такие как эпоксидная смола DCPD [61] [80] GMA [99] , [100] льняное масло [101] [102] и тунговое масло., [103] [104]Для инкапсуляции ядра, как упомянуто выше, использовался ряд материалов оболочки, таких как фенолформальдегид, мочевина формальдегид [105] и [106] дендритный или PAMAM, [107] меламиноформальдегид и т. Д. Каждый материал оболочки имеет свои достоинства. и недостатки. Даже эти материалы для скорлупы расширили свое применение при контролируемой доставке пестицидов [108] и лекарств. При использовании вышеупомянутых материалов для самовосстановления в покрытиях было доказано, что микрокапсулирование эффективно защищает металл от коррозии и продлевает срок службы покрытия.

Покрытия в высокотемпературных применениях могут быть разработаны так, чтобы демонстрировать способность к самовосстановлению за счет образования стекла. В таких ситуациях, например, при нанесении покрытий с высоким коэффициентом излучения , вязкость сформированного стекла определяет способность покрытия к самовосстановлению, что может конкурировать с образованием дефектов из-за окисления или абляции . [109] Самовосстанавливающиеся материалы на основе силикатного стекла представляют особую ценность для создания термобарьерных покрытий и для космических применений, таких как тепловые экраны. Композиционные материалы на основе дисилицида молибдена являются предметом различных исследований, направленных на улучшение их характеристик самовосстановления на основе стекла при нанесении покрытий. [110]

Самовосстанавливающиеся цементные материалы [ править ]

Вяжущие материалы существуют с римской эпохи. Эти материалы обладают естественной способностью к самовосстановлению, о чем впервые сообщила Французская академия наук в 1836 году. [111] Эта способность может быть улучшена путем интеграции химических и биохимических стратегий.

Аутогенное исцеление [ править ]

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. [111] Цементные материалы в пресноводных системах могут самостоятельно залечивать трещины до 0,2 мм в течение 7 недель. [112]

Для ускорения аутогенного заживления и закрытия более широких трещин в цементную смесь можно добавлять суперабсорбирующие полимеры. [113] [114] Добавление 1 м% выбранного суперабсорбирующего полимера по сравнению с цементом к вяжущему материалу стимулировало дальнейшую гидратацию почти на 40% по сравнению с традиционным вяжущим материалом, если допускался контакт с водой в течение 1 часа в день. [115]

Исцеление на основе химических добавок [ править ]

Самовосстановление вяжущих материалов может быть достигнуто за счет реакции определенных химических агентов. Существуют две основные стратегии размещения этих агентов, а именно капсулы и сосудистые трубочки. Эти капсулы и сосудистые трубки после разрыва высвобождают эти агенты и залечивают трещины. Исследования в основном были сосредоточены на улучшении качества этих корпусов и герметичных материалов в этой области. [116]

Биологическое исцеление [ править ]

Согласно исследованию Х.Л. Эрлиха в журнале Chemical Geology в 1996 году, способность бетона к самовосстановлению была улучшена за счет включения бактерий, которые могут вызывать осаждение карбоната кальция за счет своей метаболической активности. [117] Эти осадки могут накапливаться и образовывать эффективную изоляцию 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 конкретный". [118] [119] Они первыми внедрили бактерии в цементное тесто для разработки самовосстанавливающегося бетона.[120] Было обнаружено, что бактерии, непосредственно добавленные в пасту, оставались жизнеспособными только в течение 4 месяцев. Более поздние исследования показали, что Jonkers использовал частицы керамзита [121], а Van Tittlelboom использовал стеклянные трубки [122] для защиты бактерий внутри бетона. Сообщалось также о других стратегиях защиты бактерий. [123] Даже самовосстановление на основе микрокапсул было распространено 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., [124]

Самовосстанавливающаяся керамика [ править ]

Как правило, керамика превосходит металлы по прочности при высоких температурах, однако они хрупкие и чувствительны к дефектам, что ставит под сомнение их целостность и надежность как конструкционных материалов. [125] фазовая керамика, также известная как MAX Phases , может автономно лечить трещины за счет внутреннего механизма заживления. Микротрещины, вызванные износом или термическим напряжением, заполнены оксидами, образованными из составляющих MAX-фазы, обычно A-элемента, во время высокотемпературного воздействия воздуха. [126] Заполнение трещин было впервые продемонстрировано для Ti 3 AlC 2 путем окисления при 1200 ° C на воздухе. [127] Ti 2 AlC и Cr 2AlC также продемонстрировал указанную способность, и ожидается, что больше тройных карбидов и нитридов будут способны к автономному самовосстановлению. [128] Процесс повторяется до точки истощения элементов, что позволяет отличить фазы MAX от других самовосстанавливающихся материалов, которым требуются внешние заживляющие вещества (внешнее заживление) для заполнения зазора в единичной трещине. В зависимости от оксида-наполнителя может быть достигнуто улучшение исходных свойств, таких как местная прочность. [129]С другой стороны, муллит, оксид алюминия и диоксид циркония не обладают способностью к самовосстановлению, но могут быть наделены способностью к самовосстановлению путем встраивания компонентов второй фазы в матрицу. При растрескивании эти частицы подвергаются воздействию кислорода, а в присутствии тепла они вступают в реакцию с образованием новых материалов, которые заполняют щель трещины при объемном расширении. [130] Эта концепция была доказана с использованием SiC для заживления трещин в матрице из оксида алюминия [131], а в дальнейших исследованиях была изучена высокотемпературная прочность [132], а также статическая и циклическая усталостная прочность восстановленной детали. [133] Прочность и связь между матрицей и заживляющим агентом имеют первостепенное значение и, таким образом, определяют выбор заживляющих частиц.

Самовосстанавливающиеся металлы [ править ]

При длительном воздействии высоких температур и умеренных напряжений металлы демонстрируют преждевременное разрушение при ползучести с низкой пластичностью, возникающее из-за 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 устраняются за счет образования в местах дефектов выделений, 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 неоднородным выделением в вершине трещины и ее пластической зоне.[134] Первые попытки залечить повреждения стали при ползучести были сосредоточены на динамическом осаждении Cu или BN на поверхности полости ползучести. [135] [136] Выделение Cu имеет лишь слабое предпочтение для дефектов, вызванных деформацией, поскольку большая часть сферических выделений Cu образуется одновременно с матрицей. [137] [138] Недавно атомы золота были признаны высокоэффективным лечебным средством 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. [139]Сообщалось 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 напряжения достигается до 80% заполнения полостей ползучести осадками Au [140], что приводит к значительному увеличению времени ползучести. Работа по переводу концепции восстановления повреждений при ползучести в простых бинарных или тройных модельных системах на реальные многокомпонентные стали для ползучести продолжается.

Самовосстанавливающиеся органические красители [ править ]

Недавно было обнаружено несколько классов органических красителей, которые самовосстанавливаются после фотодеградации при добавлении в ПММА и другие полимерные матрицы. [141] Это также известно как обратимая фотодеградация . Было показано, что, в отличие от обычного процесса, такого как молекулярная диффузия, [142] механизм обусловлен взаимодействием красителя с полимером. [143]

Дальнейшие приложения [ править ]

Самовосстанавливающиеся эпоксидные смолы можно наносить на металлы для предотвращения коррозии. Металл подложки показал серьезную деградацию и образование ржавчины после 72 часов воздействия. Но после покрытия самовосстанавливающейся эпоксидной смолой не было видимых повреждений под SEM после 72 часов того же воздействия. [144]

Оценка эффективности самовосстановления [ править ]

Для каждого класса материалов были разработаны многочисленные методики 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
КонкретныйВозникновение трещин при изгибе и сжатииАктивация микрокапсулированного агента
КерамикаИнициирование трещины путем вдавливанияРеакция окисления, вызванная температурой
Керамическое покрытиеИнициирование трещины путем вдавливанияРеакция окисления, вызванная температурой
Покрытие пенополиуританомПрокол шипомУменьшение эффективной площади утечки за счет отрицательных деформаций, толкающих стенки трещины в покрытиях из пенопласта 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, и все это с учетом первоначальных свойств материала. [145] [146] [89] При этом обычно учитываются соответствующие физические параметры, такие как модуль упругости, удлинение при разрыве, сопротивление усталости, барьерные свойства, цвет и прозрачность. Способность данного материала к самовосстановлению, как правило, относится к восстановлению определенных свойств по сравнению с исходным материалом, что определяется как эффективность самовосстановления. Эффективность самовосстановления может быть определена количественно путем сравнения соответствующего экспериментального значения, полученного для неповрежденного исходного образца ( f virgin) с зажившим образцом ( f излеченный ) (уравнение 1 ) [147]

η =я исцелился/f девственница

 

 

 

 

( 1 )

В варианте этого определения, который относится к внешним самовосстанавливающимся материалам, эффективность заживления учитывает изменение свойств, вызванное введением заживляющего агента. Соответственно, свойство зажившего образца сравнивается со свойством неповрежденного контрольного образца, снабженного самовосстанавливающимся агентом f незамедлительно (уравнение 2 ).

η =я исцелился/е не зажил

 

 

 

 

( 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 , где оцениваются 3 различные свойства, он должен быть определен 3 эффективности , приведенные в ƞ 1 ( P 1 ), ƞ 2 ( Р 2 ) и ƞ 3 ( Р 3 ). Конечная средняя эффективность, основанная на количестве n свойств для 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 [ править ]

По крайней мере две компании пытаются вывести на рынок новые области применения самовосстанавливающихся материалов. Arkema , ведущая химическая компания, объявила в 2009 году о начале промышленного производства самовосстанавливающихся эластомеров. [148] По состоянию на 2012 год компания Autonomic Materials Inc. собрала более трех миллионов долларов США. [149] [150]

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Гош СК (2008). Самовосстанавливающиеся материалы: основы, стратегии проектирования и приложения (1-е изд.). Вайнхайм: Вайли - ВЧ. п. 145. ISBN 978-3-527-31829-2.
  2. ^ а б Юань YC, Yin T, Rong MZ, Zhang MQ (2008). «Самовосстановление в полимерах и полимерных композитах. Концепции, реализация и перспективы: обзор» . Экспресс-полимерные письма . 2 (4): 238–50. DOI : 10.3144 / expresspolymlett.2008.29 .
  3. ↑ a b Wayman E (16 ноября 2011 г.). «Тайны построек Древнего Рима» . Смитсоновский институт . Проверено 13 ноября +2016 .
  4. ^ «Назад в будущее с римским архитектурным бетоном» . Национальная лаборатория Лоуренса Беркли . Калифорнийский университет. 15 декабря 2014 . Проверено 17 ноября +2016 .
  5. Перейти ↑ Hartnett K (19 декабря 2014 г.). "Почему древнеримский бетон все еще стоит?" . Бостон Глоуб . Проверено 17 ноября +2016 .
  6. ^ Джексон MD, Лэндис EN, Брун П.Ф., Витти М., Чен Х, Ли К. и др. (Декабрь 2014 г.). «Механическая устойчивость и цементирующие процессы в архитектурном растворе императорской римской империи» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 111 (52): 18484–89. Bibcode : 2014PNAS..11118484J . DOI : 10.1073 / pnas.1417456111 . PMC 4284584 . PMID 25512521 .  
  7. ^ «Первая международная конференция по самовосстановлению материалов» . Делфтский технологический университет . 12 апреля 2007 . Проверено 19 мая 2013 года .
  8. ^ Nosonovsky M, Rohatgi P (2011). Биомиметика в материаловедении: самовосстанавливающиеся, самосмазывающиеся и самоочищающиеся материалы . Серия Спрингера по материаловедению. 152 . Springer. ISBN 978-1-4614-0925-0.
  9. ^ Спек Т, Mülhaupt R, Спек O (2013). «Самовосстановление растений как био-вдохновение для самовосстанавливающихся полимеров». В Binder W (ред.). Самовосстанавливающиеся полимеры . Wiley-VCH. С. 61–89. DOI : 10.1002 / 9783527670185.ch2 . ISBN 978-3-527-33439-1.
  10. ^ Спек О, Schlechtendahl М, Borm Ж, Kampowski Т, Т Спек (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. ^ Спек О, Luchsinger Р, Rampf М, Спек Т (2014). «Selbstreparatur in Natur und Technik. - Konstruktion»: 9, 72–75, 82. Cite journal requires |journal= (help)
  12. ^ Конрада Вт, Дымоходы Р, Schmich Р, Т Спек, Спек O (ноябрь 2013 г. ). «Аналитическая модель механизма самоуплотнения суккулентов Delosperma cooperi». Журнал теоретической биологии . 336 : 96–109. DOI : 10.1016 / j.jtbi.2013.07.013 . PMID 23907028 . 
  13. Перейти ↑ Trask RS, Williams HR, Bond IP (март 2007 г.). «Самовосстанавливающиеся полимерные композиты: имитация природы для повышения производительности». Биоинспирация и биомиметика . 2 (1): P1–9. Bibcode : 2007BiBi .... 2 .... 1T . DOI : 10.1088 / 1748-3182 / 2/1 / P01 . PMID 17671320 . 
  14. ^ "Рефлексивные (самовосстанавливающиеся) композиты Genesys" . Cornerstone Research Group. Архивировано из оригинала на 2012-07-20 . Проверено 2 октября 2009 .
  15. ^ a b 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. DOI : 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. DOI : 10.1098 / rspb.2010.0075 . PMC 2880149 . PMID 20236971 .  
  17. ^ a b Rampf M, Speck O, Speck T, Luchsinger RH (2013). «Исследование механизма быстрого механического самовосстановления надувных конструкций». Международный журнал инженерных наук . 63 : 61–70. DOI : 10.1016 / j.ijengsci.2012.11.002 .
  18. ^ Rampf М, Спек О, Т Спек, Luchsinger RH (2012). «Структурные и механические свойства гибких пенополиуретанов, отверждаемых под давлением». Журнал сотовой пластмассы . 48 : 49–65. DOI : 10.1177 / 0021955X11429171 . S2CID 136555131 . 
  19. ^ Rampf М, Спек О, Т Спек, Luchsinger RH (2011). «Самовосстанавливающиеся мембраны для надувных конструкций, вдохновленные быстрым процессом заделки ран вьющихся растений». Журнал бионической инженерии . 8 (3): 242–50. DOI : 10.1016 / S1672-6529 (11) 60028-0 . S2CID 137853348 . 
  20. ↑ Bauer G, Speck T (март 2012 г.). «Восстановление прочности на разрыв в образцах коры фикуса бенджамина за счет коагуляции латекса при быстром самозаживлении трещин» . Летопись ботаники . 109 (4): 807–11. DOI : 10.1093 / Aob / mcr307 . PMC 3286277 . PMID 22207613 .  
  21. ^ Bauer G, Friedrich C, Gillig C, Vollrath F, Спек T, Голландия C (январь 2014). «Исследование реологических свойств латекса нативных растений» . Журнал Королевского общества, Интерфейс . 11 (90): 20130847. DOI : 10.1098 / rsif.2013.0847 . PMC 3836322 . PMID 24173604 .  
  22. ^ Бауэр G, Горб С.Н., Клейн МС, Nellesen А, фон Tapavicza М, Спек Т (2014). «Сравнительное исследование частиц латекса растений и коагуляции латекса у Ficus benjamina, Campanula glomerata и трех видов молочай» . PLOS ONE . 9 (11): e113336. Bibcode : 2014PLoSO ... 9k3336B . DOI : 10.1371 / journal.pone.0113336 . PMC 4237448 . PMID 25409036 .  
  23. ^ Nellesen А, фон Tapavicza М, Bertling Дж, Шмидт М., Бауэр G, 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 переменного тока, Nübling F, Томанн Y, Карстенсен О, О Бауэр, Спек Т, Mülhaupt R (2012). «Самовосстанавливающиеся каучуки на основе смесей NBR с гиперразветвленными полиэтилениминами». Макромолекулярные материалы и инженерия . 9 (5): 411–19. DOI : 10.1002 / mame.201100162 .
  25. Перейти ↑ Yang Y, Urban MW (сентябрь 2013 г.). «Самовосстанавливающиеся полимерные материалы». Обзоры химического общества . 42 (17): 7446–67. DOI : 10.1039 / c3cs60109a . PMID 23864042 . 
  26. ^ Махаяна, МС, & Гит, В. В. (2019). Интеллектуальные покрытия с микрокапсулами. Приложения инкапсуляции и контролируемого выпуска, 249.
  27. ^ Utrera-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. DOI : 10.1039 / D0MH00535E .
  28. ^ a b c d Карузо М.М., Дэвис Д.А., Шен Кью, Одом С.А., Соттос Н.Р., Белый С.Р., Мур Дж.С. (ноябрь 2009 г.). «Механически индуцированные химические изменения в полимерных материалах». Химические обзоры . 109 (11): 5755–98. DOI : 10.1021 / cr9001353 . PMID 19827748 . 
  29. ^ a b 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. DOI : 10,1098 / rsif.2006.0209 . PMC 2359850 . PMID 17311783 .  
  30. ^ a b c Бергман SD, Wudl F (2008). «Исправляемые полимеры». Журнал химии материалов . 18 : 41–62. DOI : 10.1039 / b713953p .
  31. ^ а б Армстронг G, Багги M (2005). «Водородно-связанные супрамолекулы полимеров: обзор литературы». Журнал материаловедения . 40 (3): 547–59. Bibcode : 2005JMatS..40..547A . DOI : 10.1007 / s10853-005-6288-7 . S2CID 137424325 . 
  32. ^ Utrera-Барриос, Саул; Эрнандес Сантана, Марианелла; Вердехо, Ракель; Лопес-Манчадо, Мигель А. (17 января 2020 г.). «Дизайн резиновых композитов с автономной способностью к самовосстановлению» . САУ Омега . 5 (4): 1902–10. DOI : 10.1021 / acsomega.9b03516 . PMC 7003207 . PMID 32039326 .  
  33. ^ a b 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 . DOI : 10.1126 / science.1065879 . PMID 11872836 . S2CID 31722523 .  
  34. ↑ Luo X, Ou R, Eberly 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. DOI : 10.1021 / am8001605 . PMID 20355983 . 
  35. ^ Кордье P, Tournilhac F, Soulie-Ziakovic C, Лейблер L (февраль 2008). «Самовосстанавливающаяся и термообратимая резина супрамолекулярной сборки». Природа . 451 (7181): 977–80. Bibcode : 2008Natur.451..977C . DOI : 10,1038 / природа06669 . PMID 18288191 . S2CID 205212362 .  
  36. ^ Kalista Jr SJ, Уорд TC, Oyetunji Z (2007). «Самовосстановление сополимеров поли (этилен-со-метакриловой кислоты) после укола». Механика перспективных материалов и конструкций . 14 (5): 391–97. DOI : 10.1080 / 15376490701298819 . S2CID 138047053 . 
  37. Перейти ↑ Yamaguchi M, Ono S, Okamoto K (2009). «Взаимодиффузия оборванных цепей в слабом геле и ее применение к самовосстанавливающемуся материалу». Матер. Sci. Англ. B . 162 (3): 189–94. DOI : 10.1016 / j.mseb.2009.04.006 .
  38. ↑ a b Chujo Y, Sada K, Saegusa T (1990). «Обратимое гелеобразование полиоксазолина с помощью реакции Дильса-Альдера». Макромолекулы . 23 (10): 2636–41. Bibcode : 1990MaMol..23.2636C . DOI : 10.1021 / ma00212a007 .
  39. ^ Ширальди DA, Лиотта CL, Коллар DM, Ширальди DA (1999). "Сшивание и модификация поли (этилентерефталат-со-2,6-антрацендикарбоксилата) реакциями Дильса-Альдера с малеимидами". Макромолекулы . 32 (18): 5786–92. Bibcode : 1999MaMol..32.5786J . DOI : 10.1021 / ma990638z .
  40. ^ Вейцман H, C Nielsen, Вейцман OS, Неъмат-Насер S (2011). «Синтез самовосстанавливающегося полимера на основе обратимой реакции Дильса-Альдера: передовая лаборатория студентов на стыке органической химии и материаловедения». Журнал химического образования . 88 (8): 1137–40. Bibcode : 2011JChEd..88.1137W . DOI : 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 . DOI : 10.1021 / ma00057a001 .
  42. ^ Зеленый R (2014-02-15). «Ученые создают недорогой самовосстанавливающийся полимер» . Gizmag.com . Проверено 26 февраля 2014 .
  43. Перейти ↑ Ying H, Zhang Y, Cheng J (2014). «Динамическая карбамидная связка для создания обратимых и самовосстанавливающихся полимеров» . Nature Communications . 5 : 3218. Bibcode : 2014NatCo ... 5.3218Y . DOI : 10.1038 / ncomms4218 . PMC 4438999 . PMID 24492620 .  
  44. Перейти ↑ Ying H, Zhang Y, Cheng J (2014). «Динамическая карбамидная связка для создания обратимых и самовосстанавливающихся полимеров» . Nature Communications . 5 : 3218. Bibcode : 2014NatCo ... 5.3218Y . DOI : 10.1038 / ncomms4218 . PMC 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. ^ Capelot М, Unterlass М.М., Tournilhac Ж, Либлер л (2012-07-17). «Каталитический контроль стеклования витримера». Буквы макросов ACS . 1 (7): 789–92. DOI : 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 стекловидные массы» . Журнал Американского химического общества . 137 (44): 14019–22. DOI : 10.1021 / jacs.5b08084 . PMID 26495769 . 
  48. ^ Denissen W, Winne JM, Du Prez FE (январь 2016). «Витримеры: постоянные органические сети со стекловидной текучестью» . Химическая наука . 7 (1): 30–38. DOI : 10.1039 / C5SC02223A . PMC 5508697 . PMID 28757995 .  
  49. ^ a b c Scheutz GM, Lessard JJ, Sims MB, Sumerlin BS (октябрь 2019 г.). «Адаптируемые поперечные связи в полимерных материалах: разрешение пересечения термопластов и термореактивных материалов». Журнал Американского химического общества . 141 (41): 16181–96. DOI : 10.1021 / jacs.9b07922 . PMID 31525287 . 
  50. ^ Lessard JJ, Garcia LF, Истерлингов CP, Sims MB, Bentz KC, Arencibia S, Савин Д.А., Sumerlin BS (2019-02-20). «Бескатализаторные витримеры из виниловых полимеров». Макромолекулы . 52 (5): 2105–11. Bibcode : 2019MaMol..52.2105L . DOI : 10.1021 / acs.macromol.8b02477 . ISSN 0024-9297 . 
  51. ^ Lessard JJ, Scheutz GM, Sung SH, Ланц К.А., Эппс Iii TH, Sumerlin BS (декабрь 2019). «Блоксополимерные витримеры». Журнал Американского химического общества . 142 (1): 283–89. DOI : 10.1021 / jacs.9b10360 . PMID 31794219 . 
  52. ^ Лю Т., Хао Ц., Чжан С, Ян X, 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 . DOI : 10.1021 / acs.macromol.8b01010 . ISSN 0024-9297 . 
  53. ^ Монахи К., Стюарт А. "Самовосстанавливающийся пластик обещает небьющиеся телефоны" . CNN . Проверено 6 декабря 2019 .
  54. ^ Урбан, MW et al. Товарные самовосстанавливающиеся сополимеры для ключей и замков. Science 362, 220–225 (2018).
  55. ^ Марек Урбан, Сиянг Ван, Самовосстанавливающиеся сополимеры через ван-дер-Ваальсовы взаимодействия, Композиты на озере Луиза (2019).
  56. ^ Инь Ян, Дмитрий Давыдович, Крис С. Хорнат, Сяолинь Лю, Марек В. Урбан, Leaf-Inspired Self-Healing Polymers, Chem, Volume 4, 1928-1936 (2018).
  57. ^ a b 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 . DOI : 10,1146 / annurev-matsci-070909-104532 . ISSN 1531-7331 . 
  58. ^ Ван У, Ф ДТ, Джи С (2015-12-31). «Самовосстанавливающиеся композиты: обзор» . Cogent Engineering . 2 (1): 1075686. DOI : 10,1080 / 23311916.2015.1075686 .
  59. ^ а б в г Уайт С. Р., Соттос Н. Р., Геубель PH, Мур Дж. С., Кесслер М. Р., Шрирам С. Р. и др. (Февраль 2001 г.). «Автономное заживление полимерных композитов». Природа . 409 (6822): 794–97. DOI : 10.1038 / 35057232 . PMID 11236987 . S2CID 11334883 .  
  60. ^ a b c White SR, Delafuente DA, Ho V, Sottos NR, Moore JS, White SR (2007). «Самовосстановление с использованием растворителей в эпоксидных материалах». Макромолекулы . 40 (25): 8830–32. Bibcode : 2007MaMol..40.8830C . CiteSeerX 10.1.1.494.785 . DOI : 10.1021 / ma701992z . 
  61. ^ а б Браун EN, Соттос Н.Р., Белый SR (2002). «Испытание на разрушение самовосстанавливающегося полимерного композита». Экспериментальная механика . 42 (4): 372–79. DOI : 10.1007 / BF02412141 . ЛВП : 2142/265 . S2CID 189768207 . 
  62. ^ Grubbs RH, Tumas W (февраль 1989). «Синтез полимеров и химия переходных металлов». Наука . 243 (4893): 907–15. Bibcode : 1989Sci ... 243..907G . DOI : 10.1126 / science.2645643 . PMID 2645643 . 
  63. ^ а б Панг Дж. В., Bond IP (2005). «Армированный полым волокном полимерный композит, обеспечивающий самовосстановление и улучшенную видимость повреждений». Композитная наука и технология . 65 (11–12): 1791–99. CiteSeerX 10.1.1.552.4996 . DOI : 10.1016 / j.compscitech.2005.03.008 . 
  64. ^ Keller MW, White SR, Sottos NR (2007). «Самовосстанавливающийся поли (диметилсилоксан) эластомер». Adv. Функц. Матер . 17 (14): 2399–404. Bibcode : 2007PhDT ........ 81K . DOI : 10.1002 / adfm.200700086 .
  65. ^ Caruso М.М., Delafuente Д.А., Ho V, Sottos NR, Мур JS, White SR (2007). «Самовосстанавливающиеся эпоксидные материалы с добавкой растворителей». Макромолекулы . 40 (25): 8830–32. Bibcode : 2007MaMol..40.8830C . CiteSeerX 10.1.1.494.785 . DOI : 10.1021 / ma701992z . 
  66. ^ Cho SH, Andersson HM, White SR, Sottos NR, Braun PV (2006). «Самовосстанавливающиеся материалы на основе полидиметилсилоксана». Adv. Матер . 18 (8): 997–1000. DOI : 10.1002 / adma.200501814 .
  67. ^ Dry CM, Sottos NR (1993). «Пассивный умный самовосстановление в композитных материалах с полимерной матрицей». Умные структуры и материалы 1993: Умные материалы . SPIE Proc. (1916): 438–44. Bibcode : 1993SPIE.1916..438D . DOI : 10.1117 / 12.148501 . S2CID 136696600 . 
  68. ^ Ван К.М., Лорент S , Бежаны (2006). «Васкуляризованные сети с двумя оптимизированными размерами каналов». J. Phys. D: Прил. Phys . 39 (14): 3086–96. Bibcode : 2006JPhD ... 39.3086W . DOI : 10.1088 / 0022-3727 / 39/14/031 .
  69. Перейти ↑ Dry C (1996). «Разработанные процедуры самостоятельного ремонта композитных материалов с полимерной матрицей». Композитная структура . 35 (3): 263–64. DOI : 10.1016 / 0263-8223 (96) 00033-5 .
  70. ^ a b c d e f g h i j Olugebefola SC, Aragón AM, Hansen CJ, Hamilton AR, Kozola BD, Wu W., et al. (2010). "Полимерные композиты микрососудистой сети". Журнал композитных материалов . 44 (22): 2587–603. Bibcode : 2010JCoMa..44.2587O . DOI : 10.1177 / 0021998310371537 . ISSN 0021-9983 . S2CID 14499195 .  
  71. ^ a b c Williams HR, Trask RS, Bond IP (2007). «Самовосстанавливающиеся композитные сэндвич-конструкции». Умные материалы и конструкции . 16 (4): 1198–207. Bibcode : 2007SMaS ... 16.1198W . DOI : 10.1088 / 0964-1726 / 16/4/031 . ISSN 0964-1726 . 
  72. ^ a b Hayes SA, Jones FR, Marshiya K, Zhang W (2007). «Самовосстанавливающийся термореактивный композитный материал». Композиты Часть A: Прикладная наука и производство . 38 (4): 1116–20. DOI : 10.1016 / j.compositesa.2006.06.008 . ISSN 1359-835X . 
  73. ^ Thostenson ET, Chou TW (2006). «Сети углеродных нанотрубок: определение распределенной деформации и повреждений для прогнозирования жизни и самоисцеления». Современные материалы . 18 (21): 2837–41. DOI : 10.1002 / adma.200600977 . ISSN 0935-9648 . 
  74. ^ Nosonovsky M (сентябрь 2011). «Материаловедение: скользко при намокании» . Природа . 477 (7365): 412–13. Bibcode : 2011Natur.477..412N . DOI : 10.1038 / 477412a . PMID 21938059 . S2CID 205067351 .  
  75. ^ «Повторное самовосстановление теперь возможно в композитных материалах» . Институт Бекмана . Проверено 17 ноября +2016 .
  76. ^ Ян Т, Чжан Дж, Mouritz А.П., Ван СН (2013). «Заживление Т-образных стыков углеродного волокна и эпоксидного композита с помощью сшивания исправляемого полимерного волокна». Композиты Часть B: Инженерия . 45 : 1499–507. DOI : 10.1016 / j.compositesb.2012.08.022 .
  77. ^ Куллинан JF, Wisnom M, Bond 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.
  78. ^ Minakuchi S, вс D, Такеда N (2014). «Иерархическая система для автономного обнаружения и устранения расслоений в крупномасштабных композитных конструкциях». Умные материалы и конструкции . 23 (11): 115014. Полномочный код : 2014SMaS ... 23k5014M . DOI : 10.1088 / 0964-1726 / 23/11/115014 .
  79. Перейти ↑ Kessler MR, White SR (2001). «Самоактивация заживления повреждений расслоения в тканых композитах» (PDF) . Композиты Часть A: Прикладная наука и производство . 32 (5): 683–99. DOI : 10.1016 / s1359-835x (00) 00149-4 .
  80. ^ а б Кесслер М.Р., Соттос Н.Р., Белый С.Р. (2003). «Самовосстанавливающиеся конструкционные композиционные материалы». Композиты Часть A: Прикладная наука и производство . 34 (8): 743–53. DOI : 10.1016 / S1359-835X (03) 00138-6 .
  81. ^ Patel AJ, Sottos NR, Ветцель ED, White SR (2010). «Автономное заживление низкоскоростных ударных повреждений в композитах, армированных волокном». Композиты Часть A: Прикладная наука и производство . 41 (3): 360–68. DOI : 10.1016 / j.compositesa.2009.11.002 .
  82. ^ Norris CJ, Белый JA, McCombe G, P Чаттерджи, Бонд IP, Траска RS (2012). «Автономный стимул вызвал самовосстановление в интеллектуальных конструкционных композитах». Умные материалы и конструкции . 21 (9): 094027. Bibcode : 2012SMaS ... 21i4027N . DOI : 10.1088 / 0964-1726 / 21/9/094027 .
  83. ^ Bleay С.М., Погрузчик СВ, Hawyes В.Я., Хамберстоун л, Кертис СТ (2001). «Умная система ремонта композитов с полимерной матрицей». Композиты Часть A: Прикладная наука и производство . 32 (12): 1767–76. DOI : 10.1016 / s1359-835x (01) 00020-3 .
  84. Перейти ↑ Trask RS, 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 . DOI : 10.1088 / 0964-1726 / 15/3/005 .
  85. ↑ Траск RS, Bond IP (июнь 2010 г.). «Биоинженерное исследование сосудов Plantae для самовосстановления композитных структур» . Журнал Королевского общества, Интерфейс . 7 (47): 921–31. DOI : 10,1098 / rsif.2009.0420 . PMC 2871803 . PMID 19955122 .  
  86. ↑ Esser-Kahn AP, Thakre PR, Dong H, Patrick JF, Vlasko-Vlasov VK, Sottos NR, et al. (Август 2011 г.). «Трехмерные микрососудистые композиты, армированные волокном». Современные материалы . 23 (32): 3654–58. DOI : 10.1002 / adma.201100933 . PMID 21766345 . 
  87. ^ Huang CY, Траска RS, Bond IP (август 2010). «Характеристика и анализ полимерных композитных ламинатов, армированных углеродным волокном, со встроенной круговой сосудистой сетью» . Журнал Королевского общества, Интерфейс . 7 (49): 1229–41. DOI : 10,1098 / rsif.2009.0534 . PMC 2894872 . PMID 20150337 .  
  88. ^ Aissa В, Therriault Д, Й Хаддад, Jamroz Вт (2011). «Системы самовосстанавливающихся материалов: обзор основных подходов и новейших разработанных технологий» . Достижения в области материаловедения и инженерии . 2012 : 1–17. DOI : 10.1155 / 2012/854203 .
  89. ↑ a b Chen Y, Guan Z (сентябрь 2014 г.). «Блок-сополимеры с многовалентными водородными связями самоорганизуются в прочные и прочные самовосстанавливающиеся материалы». Химические коммуникации . 50 (74): 10868–70. DOI : 10.1039 / C4CC03168G . PMID 25090104 . 
  90. ^ Binder WH (2013). «Самовосстанавливающиеся иономеры». Самовосстанавливающиеся полимеры: от принципов к применению (1-е изд.). Вайнхайм: Wiley-VCH Verlag GmbH. С. 315–34. DOI : 10.1002 / 9783527670185.ch13 . ISBN 978-3-527-33439-1.
  91. ^ Варлей RJ, Zwaag SV (2008). «Разработка квазистатического метода испытаний для исследования происхождения самовосстановления в иономерах в условиях баллистической защиты». Полимерные испытания . 27 : 11–19. DOI : 10.1016 / j.polymertesting.2007.07.013 .
  92. ^ Liua Ю.Л., Chuoa TW (2013). «Самовосстанавливающиеся полимеры на основе термически обратимой химии Дильса – Альдера». Полимерная химия . 4 (7): 2194–05. DOI : 10.1039 / C2PY20957H .
  93. ^ Джин Н, Миллер Г. М., Pety SJ, Гриффин А.С., Стрэдли Д.С., Роуч D, Sottos NR, белый SR (2013). «Поведение самовосстанавливающегося, упрочненного эпоксидного клея при разрушении». Int. J. Adhes. Клеи . 44 : 157–65. DOI : 10.1016 / j.ijadhadh.2013.02.015 .
  94. ^ Blaiszik BJ, Kramer SL, Грейди ME, McIlroy Д.А., Мур JS, Sottos NR, White SR (январь 2012). «Автономное восстановление электропроводности». Современные материалы . 24 (3): 398–401. DOI : 10.1002 / adma.201102888 . PMID 22183927 . 
  95. ^ Кан S, Джонс Р., Мур И.С., Белый С.Р., Sottos NR (2014). «Микрокапсулированные суспензии технического углерода для восстановления электропроводности». Adv. Функц. Матер . 24 (20): 2947–56. DOI : 10.1002 / adfm.201303427 .
  96. ^ Markvicka EJ, Bartlett MD, Huang X, Majidi C (июль 2018). «Автономно электрически самовосстанавливающийся жидкий металл-эластомерный композит для надежной робототехники и электроники с мягкими материалами». Материалы природы . 17 (7): 618–24. Bibcode : 2018NatMa..17..618M . DOI : 10.1038 / s41563-018-0084-7 . PMID 29784995 . S2CID 29160161 .  
  97. Перейти ↑ Huang M, Yang J (2011). «Простое микрокапсулирование HDI для самовосстанавливающихся антикоррозионных покрытий». Журнал химии материалов . 21 (30): 11123–30. DOI : 10.1039 / C1JM10794A .
  98. ^ Ян Дж, Келлер МВт, Мур И. Ф., Белый С.Р., Sottos NR (2008). «Микрокапсулирование изоцианатов для самовосстанавливающихся полимеров». Макромолекулы . 41 (24): 9650–55. Bibcode : 2008MaMol..41.9650Y . DOI : 10.1021 / ma801718v .
  99. Перейти ↑ Meng LM, Yuan YC, Rong MZ, Zhang MQ (2010). «Однокомпонентная стратегия самовосстановления полимеров с двойным механизмом». Журнал химии материалов . 20 (29): 5969–6196. DOI : 10.1039 / C0JM00268B .
  100. ^ Jin HH, Mangun CL, Стрэдли DS, Мур JS, Sottos NR, White SR (2012). «Самовосстанавливающийся термореактивный материал с использованием заживляющей химии инкапсулированного эпоксиамина». Полимер . 53 (2): 581–87. DOI : 10.1016 / j.polymer.2011.12.005 .
  101. ^ Suryanarayana C, Рао KC, Kumar (2008). «Приготовление и характеристика микрокапсул, содержащих льняное масло, и его использование в самовосстанавливающихся покрытиях». Прогресс в органических покрытиях . 63 : 72–78. DOI : 10.1016 / j.porgcoat.2008.04.008 .
  102. ^ Jadhav RS, Hundiwale DG, Mahulikar PP (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. DOI : 10.1002 / app.33010 .
  103. ^ Samadzadeha M, Bouraa SH, Peikaria M, Ashrafib A, Kasirihac M (2011). «Тунговое масло: автономное восстанавливающее средство для самовосстанавливающихся эпоксидных покрытий». Прогресс в органических покрытиях . 70 (4): 383–87. DOI : 10.1016 / j.porgcoat.2010.08.017 .
  104. ^ Tatiya, PD, Mahulikar, PP, 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.
  105. ^ Гите В.В., Tatiya, PD, Marathe, RJ, Mahulikar, PP, и Hundiwale, DG (2015). Микрокапсулирование хинолина в качестве ингибитора коррозии в микрокапсулах полимочевины для применения в антикоррозионных полиуретановых покрытиях. Прогресс в органических покрытиях, 83, 11–18.
  106. ^ Marathe, RJ, Чаудхари, AB, Hedaoo, RK, Sohn, Д., Чаудхари, VR, и Гите, В. В. (2015). Микрокапсулы мочевины и формальдегида (УФ), наполненные ингибитором коррозии, для улучшения антикоррозионных свойств многофункциональных полиуретановых покрытий на основе акрила. RSC Advances, 5 (20), 15539–46.
  107. ^ Tatiya, PD, Hedaoo, RK, Mahulikar, PP, 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.
  108. ^ Hedaoo, RK, 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.
  109. ^ Опосредованная стеклом способность к самовосстановлению в покрытиях с высоким коэффициентом излучения Corrosion Science, 2019, 146, стр 233-246.
  110. ^ Журнал Европейского керамического общества Том 40, выпуск 8, июль 2020 г., страницы 2896-2906
  111. ^ а б Де Рой М, Ван Титтельбум К., Де Бели Н., Шланген Э, ред. (2011). Явления самовосстановления в цементных материалах . Springer Нидерланды. ISBN 978-94-007-6624-2.
  112. ^ Эдвардсен C (1999). «Водопроницаемость и автогенное залечивание трещин в бетоне». Журнал материалов ACI . 96 (4): 448–54. DOI : 10.14359 / 645 .
  113. ^ Снок, Дидье; Ван Титтельбум, Ким; Steuperaert, Stijn; Дубрюэль, Питер; Де Бели, Неле (15 марта 2012 г.). «Самовосстанавливающиеся цементные материалы путем сочетания микроволокон и супервпитывающих полимеров». Журнал интеллектуальных материальных систем и структур . 25 : 13–24. DOI : 10.1177 / 1045389X12438623 . hdl : 1854 / LU-6869809 .
  114. ^ Snoeck, Didier (2018-11-15). «Супервпитывающие полимеры для герметизации и заживления трещин в цементных материалах» . Технические письма RILEM . 3 : 32–38. DOI : 10.21809 / rilemtechlett.2018.64 .
  115. ^ Снок, Дидье; Пел, Лев; Де Бели, Неле (20.01.2020). «Автогенное заживление в цементных материалах с суперабсорбирующими полимерами, количественно определенное с помощью ЯМР» . Научные отчеты . 10 : 642. DOI : 10.1038 / s41598-020-57555-0 .
  116. ^ Mostavi E, Asadi S, M Hassan, Alansari M (декабрь 2015). «Оценка механизмов самовосстановления в бетоне с двустенными микрокапсулами силиката натрия» (PDF) . Материалы в гражданском строительстве . 27 (12): 04015035. DOI : 10,1061 / (ASCE) MT.1943-5533.0001314 .
  117. ↑ Эрлих Н.Л. (1996). «Как микробы влияют на рост и растворение минералов». Химическая геология . 1–4 (132): 5–9. Bibcode : 1996ChGeo.132 .... 5E . DOI : 10.1016 / S0009-2541 (96) 00035-6 .
  118. ^ Jonkers HM, Schlangen E (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.
  119. ^ Jonkers H (2007). «Самовосстанавливающийся бетон: биологический подход». В ван дер Цвааг S (ред.). Самовосстанавливающиеся материалы: альтернативный подход к материаловедению 20 веков . Дордрехт: Спрингер. С. 195–204.
  120. ^ Jonkers НМ, Thijssen А, Muyzer О, Copuroglu О, Шланген Е (2010). «Применение бактерий в качестве средства самовосстановления для создания устойчивого бетона». Экологическая инженерия . 36 (2): 230–35. DOI : 10.1016 / j.ecoleng.2008.12.036 .
  121. ^ Jonkers H (2011). «Самовосстанавливающийся бетон на основе бактерий» (PDF) . ХЕРОН . 56 (1/2).
  122. ^ Ван Tittelboom К, Де Belie N, Ван Лоо D, Jacobs P (2011). «Эффективность самовосстановления цементных материалов, содержащих трубчатые капсулы, заполненные заживляющим агентом». Цементно-бетонные композиты . 33 (4): 497–505. DOI : 10.1016 / j.cemconcomp.2011.01.004 .
  123. ^ Ван Дж, Ван Tittelboom К, Де Belie N, VERSTRAETE Вт (2012). «Использование бактерий, иммобилизованных на силикагеле или полиуретане для самовосстановления бетона». Строительные и строительные материалы . 26 (1): 532–40. DOI : 10.1016 / j.conbuildmat.2011.06.054 .
  124. ^ Чаудхари, AB, Tatiya, PD, Hedaoo, RK, Кулкарни, RD, 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.
  125. Перейти ↑ Ono M, Nakao W, Takahashi K, Nakatani M, Ando K (2007). «Новая методология, гарантирующая структурную целостность композита Al2O3 / SiC с использованием заживления трещин и контрольных испытаний». Усталость. Англ. Матер. Struct . 30 (7): 599–607. DOI : 10.1111 / j.1460-2695.2007.01132.x .
  126. ^ Ян HJ, Pei YT, Рао JC, De Hosson JT (2012). « Самовосстановление керамики Ti 2 AlC». Журнал химии материалов . 22 (17): 8304–13. DOI : 10.1039 / C2JM16123K .
  127. ^ Песня GM, Pei YT, Sloof WG, Li SB, De Hosson JT, Ван - дер - Zwaag S (январь 2008). «Заживление трещин в керамике Ti 3 AlC 2, вызванное окислением ». Scripta Materialia . 58 (1): 13–16. DOI : 10.1016 / j.scriptamat.2007.09.006 .
  128. ^ Ли S, песни G, K Kwakernaak, ван дер Zwaag S, Sloof WG (2012). «Множественное заживление трещин на керамике Ti 2 AlC». Журнал Европейского керамического общества . 32 (8): 1813–20. DOI : 10.1016 / j.jeurceramsoc.2012.01.017 .
  129. ^ Farle А.С., Kwakernaak С, ван - дер - Zwaag S, Sloof WG (2015). «Концептуальное исследование потенциала керамики Mn + 1AXn-фазы для самовосстановления трещин». Журнал Европейского керамического общества . 35 : 37–45. DOI : 10.1016 / j.jeurceramsoc.2014.08.046 .
  130. ^ Накао Вт, Такахаши К, Андо К (2009-01-20). Самовосстанавливающиеся материалы, Дизайн, стратегии и приложения . Wiley-VCH Verkag GmbH & Co KGaA. п. 188. ISBN 978-3-527-31829-2.
  131. ^ Накао W, Abe S (2012). «Повышение способности к самовосстановлению в самовосстанавливающейся керамике, вызванной окислением, путем модификации заживляющего агента». Умные материалы и конструкции . 21 (2): 025002. Bibcode : 2012SMaS ... 21b5002N . DOI : 10.1088 / 0964-1726 / 21/2/025002 .
  132. ^ Накао W, Takahashi K, Ando K (2007). «Пороговое напряжение при лечении трещин в конструкционной керамике, обладающей способностью к заживлению трещин». Письма с материалами . 61 (13): 2711–13. DOI : 10.1016 / j.matlet.2006.04.122 .
  133. Перейти ↑ Ando K, Kim BS, Chu MC, Saito S, Takahashi K (2004). «Заживление трещин и механическое поведение композитов Al2O3 / Sic при повышенной температуре». Усталость. Англ. Матер. Struct . 27 (7): 533–41. DOI : 10.1111 / j.1460-2695.2004.00785.x .
  134. ^ Ламли RN, Morton AJ, Polmear IJ (2002). «Улучшенные характеристики ползучести в сплаве Al-Cu-Mg-Ag за счет уменьшения возраста». Acta Materialia . 50 (14): 3597–3608. DOI : 10.1016 / S1359-6454 (02) 00164-7 .
  135. ^ Laha К, Kyono Дж, Kishimoto S, Шинья N (2005). «Благоприятное влияние сегрегации B на кавитацию ползучести в аустенитной нержавеющей стали типа 347». Scripta Materialia . 52 (7): 675–78. DOI : 10.1016 / j.scriptamat.2004.11.016 .
  136. ^ Laha К, Kyono Дж, Шинья N (2007). «Усовершенствованная аустенитная нержавеющая сталь 18Cr-12Ni-Nb, стойкая к ползучести и кавитации». Scripta Materialia . 56 (10): 915–18. DOI : 10.1016 / j.scriptamat.2006.12.030 .
  137. ^ He SM, Ван Дейк NH, Schut H, Peekstok ER, van der Zwaag S (2010). «Термически активированная преципитация на деформационных дефектах в сплавах Fe-Cu и Fe-Cu-BN, исследованная методом позитронной аннигиляционной спектроскопии» . Физический обзор . B 81 (9): 094103. Bibcode : 2010PhRvB..81i4103H . DOI : 10.1103 / PhysRevB.81.094103 .
  138. ^ Он SM, Ван Дейк NH, Paladugu M, Schut H, J Kohlbrecher, Tichelaar FD, Ван - дер - Zwaag S (2010). «Определение на месте выделений при старении в деформированных сплавах Fe-Cu и Fe-Cu-BN с помощью малоуглового рассеяния нейтронов с временным разрешением» . Физический обзор . B 82 (17): 174111. Bibcode : 2010PhRvB..82q4111H . DOI : 10.1103 / PhysRevB.82.174111 .
  139. ^ Чжан S, Kohlbrecher J, Tichelaar FD, Langelaan G, E Брюк, Van Der Zwaag S, Ван Дейк 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. DOI : 10.1016 / j.actamat.2013.08.015 .
  140. ^ Чжан S, Kwakernaak С, Sloof Вт, Брюк Е, ван - дер - Zwaag S, ван Дейк N (2015). «Самовосстановление повреждений ползучести осаждением золота в сплавах железа». Современные инженерные материалы . 17 (5): 598–603. DOI : 10.1002 / adem.201400511 .
  141. ^ Embaye NB, Рамини С.К., Кузык М. (август 2008). «Механизмы обратимого фотодеградации дисперсного красителя Orange 11, легированного полимером ПММА». Журнал химической физики . 129 (5): 054504. arXiv : 0808.3346 . Bibcode : 2008JChPh.129e4504E . DOI : 10.1063 / 1.2963502 . PMID 18698911 . S2CID 16251414 .  
  142. ^ Рамини СК, Доусон Н, Кузык М.Г. (2011-10-01). «Проверка гипотезы диффузии как механизма самовосстановления в Disperse Orange 11, легированном полиметилметакрилатом». JOSA Б . 28 (10): 2408–12. arXiv : 1106.2732 . Bibcode : 2011JOSAB..28.2408R . DOI : 10.1364 / JOSAB.28.002408 . ISSN 1520-8540 . S2CID 118576642 .  
  143. ^ Рамини SK, Кузык М. (август 2012). «Модель самовосстановления, основанная на полимерно-опосредованных корреляциях хромофоров». Журнал химической физики . 137 (5): 054705. arXiv : 1205.0481 . Bibcode : 2012JChPh.137e4705R . DOI : 10.1063 / 1.4739295 . PMID 22894369 . S2CID 5512565 .  
  144. Перейти ↑ Yang Z, Wei Z, Le-ping L, Hong-mei W, Wu-jun L (2011). «Самовосстанавливающееся композитное антикоррозионное покрытие» . Физические процедуры . 18 : 216–21. Bibcode : 2011PhPro..18..216Y . DOI : 10.1016 / j.phpro.2011.06.084 . ISSN 1875-3892 . 
  145. Перейти ↑ Zhu M, Rong MZ, Zhang MQ (2014). «Самовосстанавливающиеся полимерные материалы в направлении неструктурного восстановления функциональных свойств». Полимер Интернэшнл . 63 (10): 741–49. DOI : 10.1002 / pi.4723 .
  146. ^ Пачеко Дж, Šavija В, Шланген Е, Польдер РБ (2014). «Оценка трещин в железобетоне с помощью электрического сопротивления и анализа изображений». Строительные и строительные материалы . 65 : 417–26. DOI : 10.1016 / j.conbuildmat.2014.05.001 .
  147. ^ Mauldin TC, Kessler MR (2010). «Самовосстанавливающиеся полимеры и композиты» . Международные обзоры материалов . 55 (6): 317–46. DOI : 10.1179 / 095066010X12646898728408 .
  148. ^ "Самовосстанавливающийся эластомер поступает в промышленное производство" . www.arkema.com . Проверено 13 декабря 2015 .
  149. ^ Bourzac K (12 декабря 2008). «Первые самовосстанавливающиеся покрытия» . technologyreview.com . Проверено 18 ноября +2016 .
  150. ↑ Rincon P (30 октября 2010 г.). «Время лечить: материалы, которые сами себя восстанавливают» . BBC . Проверено 19 мая 2013 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с материалами для самовосстановления на Викискладе?