德国研发成功含纳米囊体的电镀涂层技术

上一篇 / 下一篇  2011-08-24 11:21:49

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德国弗劳恩霍夫研究所网站近日发布消息称,该所研究人员开发出含纳米囊体的电镀涂层技术,可在涂层受损时释放修补液,修补划痕,从而向制造具有自愈功能的金属表面又迈出了一步。

创造出如人体皮肤一样的金属表面一直是工程师们的梦想。人体皮肤具有自愈功能,小的擦伤和伤口会很快愈合,且不留疤痕。工程师们一直努力想使其他材料也具有这种自愈功能。其设计方案是通过电镀层中均匀分布的充满液体的小囊来达到目的:一旦涂层受损,破损处的小囊会破裂,流出的液体会“修补”划伤。但目前为止,这个方案受制于囊体体积而无法成功,因为对于约20微米厚的电镀层来说,10微米至15微米的囊体太大了,会改变电镀层的力学性能。

德国弗劳恩霍夫研究所和杜伊斯堡艾森大学的研究人员在大众基金会的资助下,开发出新的加工工艺,可制造出含有纳米囊的电镀层。这些小囊的直径只有几百纳米,与原来的囊体相比根本不在一个数量级。研究所的马丁·梅茨纳博士指出,该工艺的关键在于制作电镀层时不破坏纳米囊。因为这些纳米囊的囊壁很薄,极易破裂,而用于电镀加工的电解液具有极强的化学性质,可轻易地使其遭到破坏。因此,研究人员需根据不同的电解液,使用可与之兼容的材料来制造这些纳米囊。

有了纳米囊涂层,金属就具有了表面划伤自愈功能。例如机械轴承,如果缺少润滑剂,其部分电镀层会被破坏,破裂的纳米囊会释放出润滑剂,使轴承免遭损坏。

目前,研究人员已经制造出含有纳米囊的铜、镍、锌涂料,尽管其表面覆盖度不过几厘米。专家估计,要完成整个部件的涂层工作需要一年半到两年的时间。而研究小组的下一步工作是要设计出更复杂的系统——包括填充不同液体的纳米囊,其中的液体可如双组分胶粘剂一样相互反应。

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