新型纳米复合材料具备自我

据外媒报道，美国橡树岭国家实验室（ORNL）的研究人员发明了一种卷对卷工艺，用半导体碳化硅纳米粒子涂覆导电碳纤维。此类纳米材料嵌入复合材料比其他纤维增强复合材料更强大，并具有新的能力——监测自身结构是否健康的能力。

碳纤维复合材料由环氧树脂等聚合物基质组成，其中嵌入了增强碳纤维。由于此两种材料的机械性能不同，纤维可能在过度的压力或疲劳下从基质脱落，即意味着碳纤维复合材料结构中的损坏部位可能隐藏在其表面之下，通常没有办法通过目视检查检测到，从而可能导致灾难性的故障。

当有足够的涂覆纤维嵌入聚合物中时，纤维会形成电网络，并且大部分复合材料会成为导电材料。而半导体纳米颗粒能够响应施加在其上面的压力，从而破坏电导率，为复合材料添加机电功能。

如果复合材料变形，涂层纤维的连接性就会破坏并且材料中的电阻会发生变化。如果有风暴湍流导致此类复合材料制成的飞机机翼发生弯曲，电子讯号就会警告飞机的计算机告知机翼已承受了过大压力，并且提示需要进行检查。

为了制造纳米粒子嵌入纤维，研究人员将高性能碳纤维线轴装到辊子上，将纤维浸入环氧树脂中，环氧树脂载有45至65纳米宽的纳米粒子，然后将纤维放置烘箱中进行干燥，以固化涂层。