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美軍武器裝備自修復技術探秘

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在經典科幻電影《終結者》系列中, T-1000型、T-X型等反派機械殺手,以其冷酷無情的刺殺技能、無與倫比的技術裝備、令人驚嘆的變形特技給影迷朋友們留下了極其深刻的印象,特別是前所未見的自我修復能力至今仍使廣大軍迷們擊節贊賞。電影往往映射著現實。

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隨著高新科技的發展,美國軍方所希望研制的智能武器是一種能夠模仿生命系統、感知環境變化、實時作出反應,從而可與變化后的戰場環境高度適應的復雜武器系統,而在這些智能武器的實際試用中,軍方要求它們必須具備的一項重要功能就是自修復。雖然美軍武器裝備的自修復技術目前仍屬于深度探索與初步應用階段,與T-1000、T-X這些“終結者”相比仍然是“小巫見大巫”,但這并不影響其對該項技術的熱衷與追求。以下簡介幾種軍用材料的自修復技術的應用。

 

1、生化防化服自修復

顧名思義,自修復即物體在受損時能夠進行自我修理、恢復原有屬性,從而保持自身功能完整的一項新型技術。2015年11月19日,美國陸軍網站透露,美陸軍納蒂克士兵研究開發與工程中心、馬薩諸塞大學洛厄爾分校與粹通系統公司(Triton)三家機構正在合作研發用于生化防護服的自修復技術。

眾所周知,穿上一套生化防護服的士兵能夠與外界及神經毒氣、病毒、細菌等諸多有害物質隔離;當士兵執行任務時,其生化防護服若被灌木、荊棘、樹叢、石頭或針狀金屬刺透,則會產生針孔大小的破損,雖然肉眼不易覺察,但如果真是在沾染地區活動,遭到像VX等殺傷力極高的毒氣,士兵很可能還沒反應過來就會喪命。對于人體而言,劃傷能使皮膚表面出現裂口、出血,但我們的身體有能力使其止血、結痂并愈合;為此,美國陸軍引入同樣的理念用于自修復面料或涂層,這種面料或涂層中含有微型膠囊修復流體,當面料或涂層因外力出現切口或破損時,就可以進行自我修復。根據防護服類型,自修復涂層可以是噴覆涂層或連續涂層。防護服自修復技術采用自修復微型膠囊進行間隙填補的創新方法,當微型膠囊被撕破時,它將被激活來修復切口、刺孔或破損處;當切口、刺孔或破損處被修復如初時,自修復涂層中含有的反應劑會解除因破損所帶來的潛在危險或威脅。這種自修復技術有助于對致命的化學品、細菌和病毒建立物理屏障,從而為參戰士兵提供及時、不間斷的生化防護。

 

2、軍用電子線路自修復

在一定人為干預的條件下,以金屬芯為主的電子線路也會出現一種自我修復的能力,具有“生命”特征與“再生”機能。美軍試圖揭開電子線路自我修復的神秘面紗,因為這種能力一旦被軍方所掌握,便可能派生出許多嶄新功能,從而應用在軍用電子線路的研制、生產、維修等諸多方面。

對于武器裝備中電子線路的自我修復能力,美軍嘗試通過人工干預來尋找最有效的金屬材料。2013年初,美科研人員就發現了一種使用液態金屬和特殊聚合物來制造野戰被覆線的方法, 他們將銦和鎵的液態合金以微型膠囊的形式放置于同樣具有可延展功能的聚合物之中,當金屬芯因外界壓力破損時,該力同樣會碾破若干個載有修復材料的微型膠囊,釋放出的液態金屬能及時填充在破損導致的間隙之中,從而使得電流或電信號重新恢復聯通。

 

3、防御工事自修復

自修復混凝土是一種具有感應與修復性能的混凝土,是智能混凝土的初級階段,但卻是混凝土材料發展的高級階段。由這種材料構建的混凝土結構出現裂紋或損傷后,可以進行及時而有效的修復與愈合。研究混凝土裂紋的自修復最早可以追溯到1925年,科技人員發現混凝上試件在抗拉強度測試開裂后,將其放在戶外8年,裂紋竟然愈合了,而且強度比先前提高了2倍。后來挪威一名學者的研究也表明,混凝土在凍融循環損傷后,將其放置在水中203個月,混凝土的抗壓強度有了5%的恢復。美國科研人員受生物界的啟示,模仿動物的骨組織結構和受創傷后的再生、恢復機理,采用粘接材料和基材相復合的方法,使材料損傷破壞后具有自行修復和再生功能。

目前,美國軍方對鋼筋混凝土裂縫實施修復進行了深入研究,并取得了一定實驗性成果:他們在100×100×200毫米混凝土試件上預制裂紋,可以是表面裂紋也可以是穿透裂紋,然后將帶有預制裂紋的試件浸泡在氯化鎂溶液中,施加直流電源;在通電的前兩個星期內,裂紋閉合速度最快,4~8個星期后,裂縫幾乎完全閉合。早在20世紀末,美軍科研人員就將縮醛高分子溶液作為膠粘劑注入到玻璃空心纖維或者空心玻璃短管中并埋入到混凝土中,當混凝土結構在使用過程中出現裂紋時,短管內的修復劑流出滲入裂縫,通過化學作用而使修復膠粘劑固結,從而抑制開裂,修復裂縫。

 

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文章來源:?《環球軍事》

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