为什么会出现材料的自愈合行为?

定义:根据维基百科的定义,自愈材料是一种具有结构自愈能力的智能材料,可以修复长期机械使用造成的损伤。它的灵感来源于受伤后可以自我修复的生物系统。1

简单来说,就是在一定的条件或刺激下,受伤后能够完成自我修复的过程,恢复到没有受伤时的状态,这才是理想的。这当然是理想状态,现实中很难做到100%完美修复。于是人们扩展了他的定义,把能在一定程度上自我修复的材料归为自愈材料。

在人们日常生活中能接触到的材料的自我修复过程中,人体(动物体)的自我修复过程是典型的。

当你的手被刀子割伤时,你的皮肤受损,一个小伤口在一段时间后可以自我修复。当然,如果损伤大到你的手指已经脱落,这样的损伤是人体无法修复的。这说明自修复材料对损伤有一定程度的要求。不可能无限期修复。

生物体的修复过程可以简单地分为三个过程。1

(1)损伤后,首先产生一个刺激信号,这个刺激信号基本上与损伤同步发生。对人体来说,就是从受伤到大脑的一系列生理反应、疼痛、信号传递等。我不是生物专业的,不敢乱说。

(2)第二步,将材料转移到受伤部位。比如抓破皮肤,就会长出一片新的,这无疑需要合成新的皮肤组织。

(3)第三步是一系列化学修复过程。

自修复材料的研究也是模仿生物的自修复过程进行的。因此,材料的自愈过程也大致由上述三个过程组成。

如果把材料简单粗略的划分一下,可以分为金属材料、高分子材料和无机非金属(陶瓷)材料。下面从这三个方面简要介绍自愈合材料的发展。