修复后的材料样品[图片来源：Keivan Davami博士]

德克萨斯州拉马尔大学的一个研究小组，由助理教授Keivan Davami博士领导，最近利用先进的SLA 3D打印技术开发了一种自我修复材料，该技术具有各种应用，从固定鞋底和手机屏幕到软骨。通过将材料暴露在紫外线下，它能够“自主修复”，研究人员相信，它可以帮助减少材料受损时产生的浪费量——如果材料能够自我修复，则可以在没有任何浪费的情况下修复损坏。

Davami博士也是该大学纳米宏观制造集团的负责人，他的团队在《科学报告》中发表了一篇关于他们工作的论文，题目是《增材制造自我修复结构与嵌入式愈合剂贮存器》。

图1.（a）自愈结构的CAD模型（前视图）。插图显示了直切口的几何形状，（b）具有中空储存器和被捕获树脂的实际3D打印样本，（c）带有光学图像插图的结构示意图，显示出了来自裂缝泄漏的愈合剂，（d） 使用多向紫外 LED固化泄漏的紫外光固化树脂。

研究人员写道：“自我修复材料能够通过修复对其造成的损伤，部分或完全恢复其机械性能，在没有或只有有限的通道进行修复的情况下，具有巨大的应用潜力。在这里，我们展示了一种生物启发的自我修复材料的新设计，其中嵌入在结构中的单元细胞填充了紫外线固化树脂，并作为自愈剂的贮存器。这种设计使得机械损伤的重复修复成为可能。当裂缝扩展到其中一个预埋的储层时，通过毛细管作用将愈合剂释放到裂缝平面中，通过紫外线照射聚合后，将裂缝表面粘合起来。这里的结构是用立体光刻技术通过一层一层地沉积材料来制造的。“树脂捕集”作为一种独特的集成技术，首次被开发出来，以扩大增材制造技术的能力，从而创造出功能更广泛的组件。与先前报告的自我修复材料相比，自我修复材料是在一个步骤中制造的，无需任何连续阶段，即用愈合剂填充储存器。多尺度的机械测试，如纳米压痕和三点弯曲，证实了我们方法的效率。”

[图片来源：拉马尔大学]

该团队的材料灵感来自大自然 ，密封修复树脂通过一系列储存器被捕获在材料内部，并且仅在发生破裂时释放。这听起来熟悉吗？ 它与我们皮肤中的微血管血液网络相当，当受伤时，它有助于恢复我们的组织。只有在这种情况下，毛细管的作用才允许紫外线敏感树脂逸出，而不是血液流到伤口表面，因此只需要使用必要的量来修复孤立的损伤。

正如New Atlas的故事所解释的那样，“只要这些物体保持完好无损，液体就会被包含在内。然而，如果聚合树脂破裂，则毛细管作用将一些液体树脂吸出。一旦快速暴露在人造紫外光源下，液态树脂就会聚合，封闭裂缝。

[图片来源：Keivan Davami博士]

根据该大学的说法，由于“自我修复机制的自主功能”，除了短时间暴露于紫外线之外，几乎不需要任何干预来修复材料所承受的任何损伤。紫外线照射可以远程完成，对于难以触及的设备组件，将特别有用。

[图片来源：拉马尔大学]

这种自我修复的3D可打印材料的潜在好处是深远的，使用这种材料能够快速地修复容易损坏的日常物品（如设备组件、眼镜和工具）。此外，如果采用这种自我修复机制制造更多的物品，将大幅减少因产品破损而运送至垃圾填埋场的废物量。

在他们的论文中，Davami博士的研究小组在Formlabs Form 2 SLA 3D打印机上制作了他们的材料测试样本，这些样本是在SolidWorks中设计的。他们现在正在努力进一步开发这项技术，目的是减少自我修复所需的光能。这意味着不需要人为干预，只需要周围的紫外线源，如阳光，就能进行自我修复。