【大紀元6月23日訊】(大紀元記者林秀璟編譯報導)一項源於自然界動植物自癒能力啟發的新發明，有可能改寫飛航安全。新技術降低了飛機於飛行時，因外擊造成機身受損的風險；當機身因外物衝擊而產生凹痕或裂縫時，新材質便自動流出做「自我修復」的動作，藉以提高飛航安全。

根據美國有線電視MSNBC報導，環氧樹脂(epoxy resin)就是讓飛機得以「自我修復」的功臣。科學家應用動植物自癒能力的靈感，發明此項新科技，使飛行中受到損壞的飛機，可以自行修復，甚至在飛機降落時可以自動指出任何微小的傷痕。假如技術成熟並且測試成功，未來將擴及運用至風力渦輪發電甚或太空船。

新技術是一種纖維強化聚合物(fiber-reinforced polymers)，這種塑料最近被廣泛運用於飛機、太空船、汽車與風力渦輪發電機的製造，使用這種材料讓物體表面產生像皮膚一樣的保護膜。

研究計劃主持人英國布里斯托大學航太工程師龐德(Ian Bond)博士表示，這種特殊的修復方法能夠處理肉眼不易察覺的細微毀損，小傷口容易被輕忽，卻有可能導致整體結構失調，觸引潛在飛航危機。

讓飛機具備凝血功能

由英國工程與自然科學研究委員會(Engineering and Physical Sciences Research Council, EPRSC)資助的研究團隊，研究人員在中空的玻璃纖維注入環氧樹脂和硬化劑，他們觀察斷裂的玻璃纖維，環氧樹脂和硬化劑滲出後，讓複合材料能夠自動修補的情況。

將此技術應用在飛機上，若機身出現細微的裂縫，譬如因磨損、疲勞或石塊撞擊等原因，那嵌入機身的環氧樹脂，將從裂縫附近的導管「流出」，迅速縫合傷口，恢復完整結構。此外，藉由加入螢光顏料的環氧樹脂的「流出」，機體清楚顯示補釘之處，將有助於後續例行的地勤檢查。

黑色碳纖維聚合物並不容易加顏料來改變顏色，帶磁性的奈米微粒(nanoparticles)也許可以與環氧樹脂混合，利用可控制磁性掃瞄器來偵測任何變化。

另外，有一批科學家則使用紅外線攝影機，來有效找出隱藏於飛機表面下的傷痕。超音波可以發現日益擴大甚至影響飛航安全的傷痕，使用複合材料的光纖感測器可以測量機械的疲乏與溫度。

早期成功的測試

儘管龐德所領軍的研究團隊，仍停留在飛機自癒能力應用的測試上。但是環氧樹脂網絡在模擬外物撞擊或飛機跑道上碎片的「落錘試驗」 (drop-weight test)，結果令人滿意；環氧樹脂流出自動修復機身的過程，能使複合材料恢復到原本強度的8、9成，讓飛機飛行安全無虞。

龐德指出這種修復方法，也能夠降低飛機複合層彼此脫離的風險，環氧樹脂可以強化機殼，讓它們不易斷落。

這項新技術讓未來設計更輕巧飛機的可能性增加，有助於節省燃油，並可進一步減少碳的排放量。目前空中巴士與波音公司皆對此新技術表示興趣。龐德預期未來5至10年之內，就可以看到商業化成果。

這項自我癒合的技術對可再生能源產業而言，也是一項利多。龐德表示，歐洲一些官員希望可以運用此技術在風力渦輪發電上，因為渦輪機維修成本很高。如果渦輪機在受損後有自我修復能力，那就可以大大降低維運成本。

龐德甚至指出該項技術應用在太空的可能性，但必須執行更多的安全測試，並且考慮到材質本身的侷限性。

目前的限制

普渡大學航空太空工程教授史奈德(Steven Schneider)，質疑環氧樹脂和硬化劑在密閉機艙中的耐儲時間，以及這些材質注入機身後的所增加的總重量。

匹茲堡卡內基美隆大學(Carnegie Mellon University)工程與公共政策教授、同時也是一名風險分析師費希貝克(Paul Fischbeck)指出，這是一項很棒的發明，自我癒合的技術或許可以提供更佳的成本效益比。但是否真能降低重大風險仍有待觀察，他也擔心新技術所帶來的優勢被過度渲染。

費希貝克認為運用新技術時，必須考量以下幾點：新技術會滋生其他的額外成本嗎？現有的複合纖維里加進玻璃彈殼對整體結構會有影響嗎？即使樹脂自動修復能使複合材料恢復其原本強度的8、9成，但還是不夠，至少必須增加原來設計的安全係數足夠以抵消機體本身10%至20%的損耗。費希貝克強調，對於一些軍事上的應用，風險更大，所以安全考量更為關鍵。

龐德認為新技術必須要極小化外加環氧樹脂可能造成的結構性影響，如：超重，他說：「通常植物可以承受較大的傷害，即使在樹幹上用斧頭砍一刀，它仍可繼續生存。但是，動物就不一樣了。」龐德的研究團隊正研發下一代的新技術，希望可以克服目前所遭遇到的困難。他們計劃導入循環系統，讓環氧樹脂與硬化劑可以在網絡間流動，並可以再補充以重複自我修復。(//www.dajiyuan.com)