能自我修复的新材料
法国研制出能自我修复的新型材料
训。（ 华 网） 新
科 学 家开发 出可 抗寄生 杂 草 的玉米种 子
肯尼亚农业研 究所 和国 际玉米和 小麦 改 良中心的科学 家
法 国研 制 出能 自我修 复 的新型材 料
最近 ，法 国一科研 小组发现 了一种可 以不借 助任何黏合 剂就 能 自我修 复的弹性材料物质 ，该种新材料 的问世，为今
码 ”一 样 。
据 巴菌，是 引起
细菌性痢疾 的 “ 罪魁祸首 ”之 一。细菌性痢疾 是 比较严重 的
一
种肠道疾病 ，每年大约导致 ６ ～ １０万人死亡 。 ０ ０
一
般来说 ，人 体 内肠道 的上皮细胞都会分 泌一种肽 ，以
抗体 “ 条形码 ”信 息可 以从人体血液 、唾液或其他 体液
设在墨西哥城 ， 宗 旨是促进各 国小麦玉米改 良计划 的实施 ， 其
美国开发出身份识别新技术
美国研究人 员新开发 出一种 利用人体 抗体进行身份 识别
培育高产 品种 ， 加强对小麦玉米 品种 的研 究工作 等。 新华 网） （
法国研 究发现痢疾杆菌侵入
免疫系统 的机制
法国 巴斯德研 究所近期宣布 ，该所与法 国健康与医学研 究所 合作发现 一种痢疾杆菌侵 入人体免疫系 统的机制 ，这一 发现将有 助于研究治疗细菌性痢疾 的新方法 。
的技术。研 究人员说 ，与 目前通用 的 Ｄ Ａ（ Ｎ 脱氧核 糖核 酸 ）鉴 定法相 比，抗 体身份识别技 术检测速度 更快 ，成本也 相对较
低。
抗体身份识别 技术 由美 国能源部下属 爱达荷 国家 实验 室 等机构的研究人 员开发 。这种 新方法通过 分析人体 内的抗 体
可以自我修复的新材料
可以自我修复的新材料
西班牙科学家发明了一种新型聚合物，它有点像T-1000（终结者2中出现的机械杀手），被破坏后无需借助外力便可自我还原，是以被称为“聚合物终结者”。
早前便有科学家运用纳米粒子自组装技术，制造出自愈性微型芯片。
但上述新型聚合物完全是另一回事。
我们日常所用的东西，诸如电子产品、汽车和房子等，它们构造中的塑料部分若用此聚合物替代，那么产品的安全性和使用寿命将会得到巨大提升，这是一项全新的突破。
该材料本质上有点像维可牢粘扣，两小时内可完成97%的自我愈合。
若从中间将其砍断，待断口黏合到一起后，那么，即便双手使劲往外拉都没办法再把它拉断。
为了制造出这种新材料，研究员们从普通的高分子聚合原料中提取出具有自愈能力的热固性弹性体。
其自愈原理是某芳香族二硫化物的一种复分解反应（室温条件下可发生）。
欲深入探究者可参考《材料视野/ Materials Horizons》中“室温和无催化剂条件下，基于芳香族二硫化物复分解反应的自愈性人造橡胶”一文。
自修复聚合物复合材料的设计 制备及应用研究
应用前景
具有自修复功能的形状记忆聚合物因其出色的形状记忆效应和生物相容性，在 人造器官、可穿戴设备、智能材料等领域有着广泛的应用前景。例如，可以将 该聚合物用于制造可自我修复的假肢或人造器官，从而提高使用者的舒适度和 安全性。
总结
本次演示报道了一种具有自修复功能的形状记忆聚合物的制备及性能表征。该 聚合物材料具有良好的形状记忆效应和生物相容性，在受到损伤时能够通过自 修复机制进行自我修复，保持其形状记忆性能的稳定性和持久性。这些特性使 得该聚合物在人造器官、可穿戴设备、智能材料等领域有着广泛的应用前景。
自修复剂是自修复聚合物复合材料的核心组分，它可以捕获并修复材料内部的 微小损伤。常用的自修复剂包括微胶囊型自修复剂和自修复聚合物。微胶囊型 自修复剂是由两个同心壁组成的微胶囊，其中包含修复剂或修复剂前体。当微 胶囊被破裂并暴露出修复剂或修复剂前体时，它们会扩散到材料的裂缝处并固 化，从而实现对微小损伤的修复。
参考内容二
随着科技的发展，电化学传感器在各个领域中的应用越来越广泛，其中新型导 电聚合物纳米复合材料在电化学传感器制备方面展现出了巨大的潜力。本次演 示将探讨新型导电聚合物纳米复合材料电化学传感器的制备方法及其应用。
一、新型导电聚合物纳米复合材 料
新型导电聚合物纳米复合材料是由导电聚合物和纳米材料组成的复合材料，具 有优异的电导性和稳定性。这种材料在制造高效能电化学传感器方面具有巨大 的潜力。
三、新型导电聚合物纳米复合材 料电化学传感器的应用
基于新型导电聚合物纳米复合材料的电化学传感器因其高灵敏度、快速响应速 度和良好的稳定性等特点，被广泛应用于各种领域。例如：
1、环境监测：这种传感器可以检测空气和水中污染物的浓度，帮助评估环境 污染程度和制定相应的治理措施。
智能材料在生物医学领域中的应用
智能材料在生物医学领域中的应用智能材料已经成为了新材料领域的一个热点，它不仅可以实现自动感应、自主控制和自我修复，还可以具有灵活、可逆和节能等特性。
在生物医学领域中，智能材料的应用具有广阔的前景。
本文将从智能材料的概念、特点以及其在生物医学领域中的应用等方面做一些探讨。
一、智能材料的概念智能材料是指在外部条件发生变化时，材料体系能够自发地产生相应的响应行为和控制作用，以实现自我调控的材料。
其中，响应行为可以是机械性的（如变形、挠曲等）、电性的（如介电常数等）、热性的（如热膨胀系数等）等。
智能材料主要包括有机聚合物、复合材料、金属等。
其特点在于具有变形记忆、光响应、声响应、磁响应、水响应等。
二、智能材料的特点1. 具有自主控制特性智能材料可以对外部环境作出自动感应，实时控制材料体系内的响应行为，以实现自主控制。
例如，智能材料可以通过改变外部电场来控制材料的形状、大小及颜色等。
2. 具有自我修复特性智能材料可以通过一定的控制手段，自动实现损伤修复，大大提高了材料的使用寿命。
例如，当智能材料体系损坏时，粘合剂可以通过特殊的响应机制来实现自动修复。
3. 具有灵活、可逆和节能等特性智能材料具有灵活可逆、高效节能的特性，能够在材料应用过程中有效地调节材料的响应行为，使其能够适应复杂的生物医学环境。
三、1. 生物医学成像智能材料可以用于生物医学成像。
例如，有机聚合物可以通过表面修饰，使其在水中产生自发磁有序，从而实现生物医学成像，如MRI、CT等。
2. 纳米药物传导智能材料可以用于纳米药物的传导。
例如，金属材料可以通过表面吸附在药物上，从而实现药物对细胞的智能控制和传导。
3. 组织工程智能材料可以用于组织工程。
例如，有机聚合物可以在组织工程中起到应力控制和细胞增殖等作用。
4. 生物传感器智能材料可以用于生物传感器。
例如，复合材料可以通过特定结构的体系来实现对生物学分子的曝光和识别。
结论智能材料在生物医学领域中的应用具有广泛的前景和深远意义。
人工智能材料
人工智能材料人工智能材料（Artificial Intelligence Materials，AIM）是一种应用于人工智能技术领域的新型材料。
它是通过将人工智能技术与材料科学相结合，开发出一系列具有智能特性的新材料。
人工智能材料具有以下几个特点。
首先，它能够感知环境和外界信息，具有自主学习的能力。
通过集成传感器和智能化的控制系统，人工智能材料能够感知并解读环境中的物理、化学和生物信号，从而实现对环境变化的智能响应。
其次，人工智能材料具有自适应的性能。
它能够根据环境变化和用户需求进行自我调节和优化，以实现最佳的性能。
这种自适应性使得人工智能材料能够适应不同的工况和应用场景，提高材料的使用效率和可靠性。
此外，人工智能材料还具有自我修复的功能。
当受到损伤时，它能够自动触发修复机制，进行自我修复，从而延长材料的使用寿命。
人工智能材料的应用领域非常广泛。
在智能制造领域，人工智能材料能够应用于智能机器人、智能传感器和智能控制系统等方面，实现生产过程的自动化和智能化。
在能源领域，人工智能材料可以应用于太阳能电池板、储能设备和能源管理系统等方面，提高能源的利用效率和可持续发展。
在医疗健康领域，人工智能材料可以应用于人工智能诊断设备、智能药物释放系统和智能健康监测器等方面，提高医疗诊断的准确性和治疗效果。
虽然人工智能材料具有很多优点和潜力，但目前仍面临一些挑战。
首先，人工智能材料的研发和制造技术相对较为复杂和昂贵，需要投入大量的研发资金和资源。
其次，人工智能材料的功能和性能仍有待进一步提升和完善，目前仍存在一些技术和应用上的限制。
此外，人工智能材料的可持续发展也需要引起广泛关注，避免对环境和人类健康造成负面影响。
总的来说，人工智能材料是一种具有智能特性的新型材料，其应用潜力巨大。
通过不断的研发和创新，相信人工智能材料将会为我们创造更智能、高效和可持续的未来。
金属自修复材料的制备与性能研究
金属自修复材料的制备与性能研究随着科技的发展，新材料的研发也取得了重大突破。
其中，金属自修复材料成为了研究的热点之一。
金属自修复材料是一种能够在遭受损伤后自行修复的材料，具有很高的应用潜力。
本文将探讨金属自修复材料的制备与性能研究。
一、金属自修复材料的制备方法目前，制备金属自修复材料的方法主要有两种：一是通过添加特殊合金元素来实现自修复功能；二是利用纳米技术制备具有自修复能力的金属材料。
在第一种方法中，研究人员通过添加一些特殊的合金元素，如镍、铬、锌等，来提高金属材料的自修复性能。
这些合金元素能够与金属基体产生特殊的化学反应，在损伤发生后迅速填补缺口，实现自我修复。
此外，采用磁场和电流刺激等方法，也可以加速自修复过程。
另一种方法是利用纳米技术，将纳米粒子引入金属基体中，形成纳米复合材料。
纳米粒子的引入能够增强金属材料的塑性和韧性，从而提高自修复性能。
此外，纳米粒子还能够在损伤发生后迅速填补缺口，并与金属基体形成强力结合，实现自我修复。
二、金属自修复材料的性能研究金属自修复材料具有多种优异的性能，为广泛应用提供了可能。
首先，金属自修复材料具有很高的抗疲劳性能。
由于其自修复能力，金属材料在使用过程中遭受的疲劳损伤可以得到有效修复，从而延长了材料的使用寿命。
其次，金属自修复材料具有很好的耐腐蚀性能。
添加特殊合金元素或纳米粒子后，金属材料的耐腐蚀能力得到了显著提高。
这使得金属材料能够在恶劣环境中长时间使用，减少了维修和更换材料所带来的成本。
另外，金属自修复材料还具有优异的韧性和塑性。
通过纳米技术的应用，金属材料的晶界和晶粒尺寸得以调控，从而使其具备了更好的韧性和塑性。
这使得金属材料可以在受到外力时迅速自我修复，减少了因外力作用而导致的断裂和变形。
此外，金属自修复材料还有较高的导热性能。
添加纳米粒子后，金属材料的导热系数得到了显著提高。
这使得金属材料在高温下维持较好的导热性能，有利于减少热量的损失和传导，提高能源利用率。
改变世界的十种新材料
改变世界的十种新材料材料的发展和创新对于推动人类社会的进步和改变具有极其重要的意义。
新材料的出现不仅能够改变我们对物质世界的认识，也在很大程度上推动了各个领域的科技革命。
在这篇文章中，我们将探讨十种具有潜力改变世界的新材料。
1. 石墨烯（Graphene）石墨烯是一种碳的单层结构，具有高度强度、导电性、导热性等优良特性。
它既是世界上最薄的材料，又是世界上最强硬的材料之一。
石墨烯的出现引发了可穿戴电子设备的热潮，也为汽车、航空航天、电池等领域的发展提供了新的机会。
2. 透明铝（Transparent Aluminum）透明铝是一种新型的陶瓷材料，具有非常高的硬度和耐磨性。
由于它的透明性，透明铝在玻璃窗、车窗、太阳能板等领域具有广泛的应用前景。
透明铝的出现可能彻底改变我们对于材料的传统认知。
3. 磁浮材料（Magnetic Levitation）磁浮材料是一种具有自旋磁矩的材料，能够在无需任何外界力的情况下悬浮在磁场中。
磁浮材料在高速列车、磁悬浮列车等交通工具中具有广泛的应用前景，并有望改变我们的出行方式。
4. 透明太阳能材料（Transparent Solar Materials）透明太阳能材料是一种能够将光能转化为电能，并且具有透明性的材料。
透明太阳能材料的出现将为建筑物和汽车等领域提供了新的能源解决方案，有望成为未来能源发展的重要突破口。
5. 生物可降解材料（Biodegradable Materials）生物可降解材料是一种可以被自然环境分解、降解的材料。
生物可降解材料的应用涵盖了包括医疗、包装、农业等多个领域，并且能够减少对环境的污染和损害。
6. 多层陶瓷材料（Multilayer Ceramic Materials）多层陶瓷材料是由多层陶瓷片堆积而成的复合材料，具有高强度、高硬度、高耐磨性等特点。
多层陶瓷材料在刀具、机械零部件等领域具有广泛的应用前景，并且有望提高工业生产效率和产品质量。
自组装(自修复)材料
谢谢大家！
自组装（自修复）材料
基于非共价键的本征型自修复聚合物材料
对于外援型自修复聚合物材料，聚合物基体中微胶囊、微管等， 受到外力作用而破裂，释放出的单体在一定条件下实现再聚合达 到修复效果，其本质算是修补过程。显然，这种外援型修复效果 受限于修复试剂包覆效果，引发单体聚合需要的苛刻条件，以及 修复次数有限等而发展缓慢。
自组装（自修复）材料
微胶囊法
自组装（自修复）材料
微胶囊法
微胶囊中的囊芯的释放可分为因瞬间被打破而释放和逐 渐从胶囊中缓慢释放两种情况。 瞬间释放：
1、用各种形式的外力如机械压碎、摩擦以及使之变 形等方法使胶囊破裂；
2、在热的作用下使之熔化； 3、用化学方法如酶的攻击，溶剂(包括水)的溶解或提 取的方法等。
自组装（自修复）材料应用前景
手机碎屏
自组装（自修复）材料应用前景
“自我修复材料”的应用范围极为广泛，包括 军用装备、电子产品、汽车、飞机、建筑材料等 领域，其中以其在智能手机和平板电脑屏幕上的 应用最受关注。
该技术的重大意义在于，可避免资源与资金的 浪费。在过去，一旦手机屏幕破损，用户不得不 将之丢弃，这样势必会造成浪费，而“自我修复 材料”能有效地解决这方面的问题。
2.复）材料
自组装（自修复）材料是一种在物体受损时能够进 行自我组装或修复的新型材料。这种材料被注入到 塑料聚合物内，当物体开裂时，注入的材料会释放 出来，对受损的物体表面进行自动修复。
自组装（自修复）材料的发展
2001年，White等首先制备出微胶囊包覆型自修 复材料。
此后十年，自修复材料得到了快速发展。
科学家们已经通过各种不同的策略和方法制备出了 许多自修复材料，主要包括金属材料，陶瓷材料，以 及聚合物材料。
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由于碳纳米管纱具有 良好 的导 电性 ， 可旋转 比自 身宽 ２０ 、 ０ 倍 比自身重 ８ Ｏ倍的 研究 人员将 制成 的碳 纳米管 纱与 电极相 桨叶 。 连， 并将其沉浸在离子 导电液体 中。碳 纳 传统电机的结构非常复杂 ， 型化 十 微 米管纱开始进行扭转旋转。它首先向一个 分困难。但利用这种碳 纳米管纱却能很容 方向旋 转 ， 当达到 一定 的 限度， 变 电压 易在毫 米级水 平构 建 电 机 。英 国莱 斯 大 学 改 后 ， 向 反 方 向旋 转 。左 手 螺 旋 纱 和 右 手 化学和计算机科学系的詹姆斯教授认为该 再 螺旋纱的旋转方 向正好相反。 研究人员表 工作非 常了不起。他表示 ， 具有如此大扭 示， 碳纳米管纱 的扭转旋转机 制就像超级 矩的纤维 十分迷人 ， 如果将其应用在 机械 将起到其他任何材料无法替代 的 电容器充电， 离子迁移到纱线 ， 电电荷注 工程中， 充 入到碳纳米 管， 形成静 电平衡。 由于碳 纳 效 果 。 米 管纱 为 多 孔 结 构 ， 子 涌人 将 导致 纱 线 离 研 究人 员 表 示 ， 种 碳 纳 米 管 纱 可 以 这 开辟许 多新用 途 。它可 以用 于制 造 微 型 电 膨胀 ， 长度可缩短一个百分点。 研究 人员 在碳 纳 米 管纱 上 附着 了一 个 机 、 型压缩 机和 微 型涡 轮 机 ； 于旋 转 执 微 基 行器 的微型泵 可 以集 成 到芯 片 实验 室 技 术 桨叶 ， 果表 明， 型碳 纳米 管纱 以 ５０ 结 新 ９ 还可以将其应用于机器人 、 转／ 分钟的速度进行旋转时 ， 可以旋转 比自 制造的设备上 ； 假肢及各种传感器上。 身重 ２ ０ ０ ０倍 的桨 叶。每毫米碳 纳米管纱
一
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ｌ ・ ６
光 学精 密 机 械
断绝对肿瘤的营养供应 ， 以治疗癌症。 研究人员表示 ， 这一发现将有 助于开
２ １ 年 第 ４期 （ 第 １３期 ） ０ １ 总 ２
发出寿命更长 的塑料等新材料 ， 并有望应 用 于医疗领Байду номын сангаас域 。
新 方 法可让 “ 材料 ＂ 现 自我 组装 超 实
能 自我 修 复 的新材 料
再放到一起 ， 数小时到 ２ ４小时之 内， 犹 日本研究 人员在最新一 期的英 国《自 开， 如拔 出的 钥匙 再 次 插 入 钥 匙 孔 ， 块 凝 胶 两 然通讯》 杂志网站上报告说 ， 他们利用简单 切割 的痕迹 也 消 失 了 ， 的化学 反 应 ， 发 出 了 一种 即 使 受 损 也 能 又重 新结合 在一 起 ， 开 恢复 了 原 状 。如 果 在 切 断 面 上 涂 抹 氧 化 够自 然修复的凝胶状新材料。这种凝胶状 则切开的两部分不会再次结合到一起 ， 物质能够 自由地吸附在一起或 分离， 即使 剂 ， 但是如果再涂抹还原剂 ． 新材料 不仅能够 切开 ， 也能够 自己修复。 日本大阪大学教授原 田明率领 的研究 恢复吸附力 ， 自我修复 能力还 会得到提 其 小组利用环式糊精和二茂铁制成了这种新 高。 材料。环式糊精看起来就像缩小了的钥匙 如果使用改变二茂铁结构的氧化还原 孔， 而二茂铁相 当于刚好 能够插 进去的钥 反应 ， 还能使 凝胶 成为液体。研究 小组正 匙， 两者在化学反应中 ， 数秒 内就能结合在 在研究 ， 如果将这种液体通过 细小 的管子 起， 形成凝胶状物质。 注入人体 内， 是否能够在提供 给肿瘤营养 的血管中再次成为凝胶状 ， 从而堵塞血管 ， 研究人 员用 刀 将这 种凝胶 状 物质 切
光 学 精 密机 械
的层状中空结构特征 ， 身由六边形碳 环 管 微结构单元组成 。在此项研究 中， 研究人 员首先生产出高 ４０微米、 ｌ ０ 宽 ２纳米 的碳 纳米管细微结构 “ 森林 ” 然后将其纺成类 ， 似绳索结构 的螺 旋纱。在纺纱时 ， 可将碳 纳米管纱制成左手螺旋和右手螺旋两种类
型。
２１ ０ 第 ４期 （ 第 １ ３期 ） １年 总 ２
在 ２０转／ ５ 分钟 时 ， 其扭 曲能 力 超过 铁 电体 人工肌 肉、 形状记忆合金人工肌 肉及 有机 聚合 物人 工 肌 肉 ｌＯ ＯＯ倍 。输 出功 率 可 媲 美大型电机。 研究人员 已设计 了一 个简单 的设 备， 用于在微流体芯片上？ 合两种液体。由一 昆 个 ｌ 微米碳纳米管纱构成 的流体混合 器， ５
物随后会逐渐消失 ， 留下一个 多孔 的金属 学家在最新一期德文版的《 应用化学》 杂志 结构 。 上指出， 他们最新研制 出的纳 米制造技术 在最新研究 中， 学家们希 望制造 出 科 可让 自然界中并不存在的“ 超材料 ” 自我组 光能通过其中且具有能与光相互作用 的纳 装而成。由此得到的“ 超材料” 有些具有非 米特性 的金 属回旋 物。科学家们表 示， 他 比寻常的光学特性 ， 有助于制造 能给蛋 白 们随后能利用这些金属回旋物设计 出具有 质、 病毒、 Ｎ 脱 氧核糖 核酸 ） Ｄ Ａ（ 等摄像 的 负折射 率 （ 能让 光在相反方 向弯 曲） 的材 “ 超级镜头” 以及 隐形斗篷 ； 而另外一些则 料 ， 由这样的材料制成 的“ 超级透镜” 能给 具有独特的磁性 ， 有望在微 电子学或数据 如蛋白质 、 病毒和 Ｄ Ａ等 比可见光波长更 Ｎ 存储等领域大展拳脚 。 小的对象摄像。此前 ， 已有实验制造 出了 迄今为止 ， 科学 家们 只能利用 电子束 类似的透镜 ， 没有一种能在可见光 范围 但 曝光系统 （ 一种 利用电子束在工件 面上扫 内工作。 描直接产生图形 的装置） 等设备在薄层上 研究小组使用计算机制作 出了几种 由 制造出“ 超材料” 。而现在 ， 纳尔大学工 共聚物 自我组装 而成 的金属 回旋物模型 ， 康 程学教授乌力 ・ 韦斯 勒领导的科研团队提 并计算出了当光通过这些材料 时 的表现。 出的新方法则可使用化学方法让嵌段共聚 他们得出结论称 ， 在可见光和近红外线 范 物 自我组装成纳米结构的三维“ 超材料” 。 围内， 这样的材 料可能有负折射 率； 而且 ， 聚合物分子链接在一起会形成 固体或 折射率的大小可通过调整这些超材料重复 半 固体材料。而嵌段共聚物则 由两个聚合 属性的大小来控制 ， 而通过修 改 自我组装 物分子的终 端链 接在一起 形成 ， 当两个 聚 中用 到 的化 学 方 法 可 调 整 重 复 属 性 的 大 合物分子 的终 端完全相同时 ， 它们会链接 小 。 形成 一个 相 互 关 联 的 、 有 重 复 几 何 形 状 具 他们假定金属结构 由金 、 或铝制成 银 （ 比如球形 、 圆柱形或 回旋形 ） 的图案 ， 组成 并逐一进行了计算实验 ， 结果发现 ， 使用银 这些 重 复 图 案 的单 元 可 能 小 至 几 纳 米 宽 。 时才 能 获得 满 意 的 结 果 。科 学 家 们 表 示 ， 这些结构形成之后 ， 两个聚合物 中的其 中 他们正在让这些能在可见光范围内工作的 个 能被溶 解 ， 留下 一 个 三维 模 型 ， 可将 金 超 材料变 成现实 。 属（ 一般 是 金 、 ） 银 填充 于其 中 ， 一个 聚合 另