这是什么？
自愈合材料利用嵌入的微胶囊自主修复损伤。当裂纹出现时，胶囊破裂释放液态修复剂，填充损伤并固化以恢复结构完整性——就像在合成材料中设计的生物伤口愈合反应。
为什么重要：自愈合材料可以在微损伤发展为灾难性故障之前自主修复，从而大幅延长基础设施、车辆和电子产品的使用寿命——降低维护成本、提高安全性，并使偏远地区的结构成为可能。
📖 深入了解
类比 1
想象一下当你被纸割伤时你的皮肤。血液流向伤口，形成痂，新的组织在下面生长，直到伤口消失。自愈材料的工作原理相同：当出现裂缝时，嵌入材料中的微小胶囊会爆开，释放出一种液体“胶水”，流入裂缝中，硬化并密封损坏处，就像预装在材料本身内部的微型创可贴一样。
类比 2
想象一下自愈材料，就像涂有魔法涂料的墙壁。油漆里面隐藏着数百万个装满修补胶的小水气球。当墙壁被划伤时，那些小气球会破裂，胶水会渗出并填充划痕，然后硬化以匹配原始表面。无需任何人举手之劳，墙壁就能自行修复——这正是基于微胶囊的自修复涂料的作用。
🎯 模拟器提示
初学者
首先单击“创建裂缝”或直接单击画布以损坏材质网格。
中级
提高温度以加速愈合反应——较高的温度会加速化学固化。
专家
催化剂浓度直接影响固化时间——浓度越高，键合速度越快，但可能较弱。
📚 术语表
🏆 关键人物
Scott White (2001)
伊利诺伊大学教授展示了第一个使用微囊愈合剂的自主自愈聚合物
Ludwik Leibler (2008)
ESPCI 巴黎研究人员利用超分子化学（vitrimers）创造了自修复橡胶
Zhenan Bao (2012)
斯坦福大学教授利用动态氢键开发自愈电子皮肤
Sybrand van der Zwaag (2007)
代尔夫特理工大学教授将跨材料类别的自愈材料设计原理系统化
Nancy Sottos (2007)
UIUC 研究人员共同开发了模拟生物修复的血管自愈复合材料
🎓 学习资源
- Autonomic healing of polymer composites [paper]
展示第一种自修复结构聚合物的里程碑式论文（《自然》，2001 年） - Self-healing materials: a review of advances [paper]
涵盖内在和外在自愈机制的全面综述（材料研究年度回顾，2010） - Autonomous Materials Systems Group [article]
UIUC贝克曼研究所自修复材料研究组 - Self-Healing Materials [article]
《自然》杂志自修复材料研究文章合集