و پلیمری زمینه شیمیایی کاتالیزور یک

Transcript

1 دکتر نجمه نجم الدین گلزار راغب غزاله رحیمی فاطمه صباغی دانشگاه آزاد اسالمی واحد علوم و تحقیقات دانشکده مهندسی پزشکی مواد خود اصالح شونده و مکانیزم های ترمیم خودبهخودی مواد خود اصالح شونده به موادی گفته میشود که بهصورت جزئی یا کامل آسیب وارده به خودشان مثل ترک را بهبود می بخشد و انتظار می رود که خواص اصلی آنها حفظ شود. این مقاله به بررسی طراحی مواد خود اصالح شونده شامل فلزات سرامیک ها بتن و پلیمرها و اصول کلی مرتبط با آنها میپردازد. یکی از مهمترین خصوصیات برجسته مواد بیولوژیکی توانایی خود اصالح شوندگی و بازیابی عملکرد بهمحض اعمال آسیب توسط بارهای مکانیکی خارجی است. در طبیعت خود اصالح شوندگی در سطح مولکول های مجزا مانند ترمیم DNA یا در سطح میکروسکوپی مانند ترمیم استخوان های شکسته بستن و ترمیم آسیب های وارده به رگ های خونی و ترمیم یک برش کوچک روی انگشت اتفاق می افتد. اما مواد ساخت بشر عموما این توانایی ترمیم را دارا نیست )۱(. پلیمرهای شکننده و کامپوزیت های ساختاری که از آن ها تشکیل می شود وقتی در معرض بارگذاری ترمومکانیکی پی درپی قرار می گیرد مستعد ایجاد میکرو ترکها است. برای کامپوزیت های ساختاری این میکرو ترکهای زمینه به هم می پیوندد و باعث سایر خرابیها مثل جدا شدن فیبر از زمینه و الیهالیهای شدن آن میشود. تشخیص و در مرحله بعد ترمیم این آسیبها اغلب مشکل است زیرا اغلب این آسیبها در عمق سازه رخ میدهد و با پیشروی این آسیبها درنهایت یکپارچگی سازه به خطر می افتد) ٢ (. بنابراین طراحی مواد مهندسی بر اساس دو الگوی "جلوگیری از آسیب" و"مدیریت آسیب" صورت میگیرد.) ۱ (. در این راستا مواد خود اصالح شونده دارای قابلیتهای گسترده ای مخصوصا برای کاربردهای ایمن در درازمدت در نواحی غیرقابلدسترس است. استراتژی ها و رویکردهای مختلفی برای طراحی مواد خود اصالح شونده در دسته های مختلف مواد مهندسی موردبررسی قرارگرفته است. این مواد دارای خصوصیات ذاتی متفاوتی است بااینحال برای همه ی آنها اصالح خود به خودی بر اساس اصول مشترکی است. پیشنیاز اصالح خود به خودی یک آسیب )مکانیکی( تشکیل یکفاز متحرک است که ترک موجود را ببندد )شکل ۱(. اگر آسیبی روی ماده ایجاد شود )شکل ۱ الف و ب( یک ترک به وجود می آید. ترمیم خود به خودی در سطح میکروسکوپی تا ماکروسکوپی اتفاق می افتد. در ابتدا با بروز آسیب بهصورت خودبهخودی یا بهوسیله یک محرک خارجی تشکیل فاز متحرک )شکل ۱ پ( تحریک میشود. سپس به دلیل انتقال مستقیم جرم به سمت محل آسیب و متعاقبا واکنش اصالح موضعی بهتدریج آسیب از بین میرود)شکل ۱ ت(. الزم به ذکر است که اتصال مجدد صفحات ترک با برهمکنش های فیزیکی ویا پیوندهای شیمیایی صورت میگیرد. پس از ترمیم آسیب ماده ی متحرک قبلی مجددا ثابت می شود و بازیابی کامل خصوصیات مکانیکی حاصل میشود )شکل ۱ ث(. این اصل کلی محدود به یک دسته ی خاص از مواد نیست و با توجه به خواص مواد مختلف دمای موردنیاز برای شروع فرایند متفاوت خواهد بود. بهعنوانمثال دمای محیط برای بتن دمای پایین )کمتر از ۱٢۰ درجه ی سانتیگراد ) برای پلیمرها )وکامپوزیت های آنها( دمای باال برای فلزات )کمتر از ۶۰۰ درجه سانتیگراد( و سرامیک ها )بیشتر از ۱۸۰۰ درجه سانتیگراد( مورداستفاده قرار میگیرد. همچنین ابعاد آسیبی که می تواند ترمیم شود با توجه به ابعاد نمونه و تعداد گونه های انتقالیافته متفاوت است )١(. مواد خود اصالح شونده را می توان بسته به محرک موردنیاز جهت شروع فرایند ترمیم به دو دسته ی مختلف تقسیم کرد: مستقل و غیرمستقل. مواد خود اصالح شونده ی غیرمستقل نیازمند تحریک خارجی مثل حرارت یا نور است. انرژی بیشتر برای فرآیند ترمیم با کنترل شرایط و استفاده از محرک های خارجی 91

2 کپسول میکرو پوسته کننده اصالح عامل الیاف و پلیمری زمینه شیمیایی کاتالیزور یک اصلی بخشهای کننده تقویت تشکیل را شونده اصالح خود کامپوزیت میتواند کننده اصالح عامل میدهند. باشد )DCPD( سیکلوپنتادین دی مونومر کتهکول- ppm۱۰۰ با-ترت-بوتیل همراه که بسیار مفید عمر و کم لزجت دارای ٢۰۰ میکرو به یافتن دست برای است. خوبی عامل میانگینµm۱۱۶ قطر با کپسولهای درجا پلیمریزاسیون روش به کننده اصالح کپسولی بهصورت فرمالدهید اوره پلی در شود می استفاده که کاتالیزوری میآید. در سیکلو )تری بیس بنزیلیدین روتنیوم کلراید گرابس(. )کاتالیزور است فسفین( هگزیل پلیمریزاسیون یک گرابس کاتالیزور DCPD از )ROMP( حلقه-گشا ای مقابله اتصاالت با سخت پلیمری و کرده آغاز را گرمایی تجزیه کند. می ایجاد زیاد عرضی ۱٢۰ درجه باالی در گرابس کاتالیزور )۱٠-۱١(. میدهد رخ سانتیگراد شونده اصالح خود پلیمرهای خود مواد حوزه در حاضر حال در کاربرد مهمترین پلیمرها شونده اصالح سهولت از ناشی امر این علت دارند. را و پلیمری های سیستم اصالح و عملکرد کمتر دماهای در ترمیم تحریک القای امکان به خود ترمیم مواد از دسته این در است. ترمیم های عامل کمک به برونی خودی سپ که بهاینترتیب میگیرد. صورت مایع میکرو نمونه در مکانیکی آسیب ایجاد از محتویات مونومر یک با پرشده کپسولهای سپس سازند می آزاد ترک محل در را خود کمک با ترک ی صفحه داخل در مونومرها و شود می تبدیل پلیمر به کاتالیزور یک یکدیگر به ترک صفحات مجدد اتصال است این مشکل اما میگیرد. صورت یکبار فقط نمونه در عملکرد بازیابی که استفاده دلیل همین به است. پذیر امکان های حالل مثل ترمیم های عامل سایر از از ترکیبی نیز و )۱۲( )کلروبنزن( خالص تخم روغن )۱۳( واکنشپذیر مونومرهای 186 شماره 95 مهر 92 دقیق نمای )ب( میکند ایجاد را ترک یک مکانیکی بار )الف( شونده. اصالح خود مواد در رایجترمیم اصول ۱( شکل ترمیم. از پس تحرک عدم )ث( متحرک فاز با ترک شدن بسته )ت( شود می القا متحرک یکفاز )پ( ترک مواد مقابل در شود. می تأمین مقاومتی( یا القایی حرارت لیزر نور )مثل هدفمند خود آسیب و نیستند خارجی های محرک نیازمند مستقل ی شونده اصالح خود )۳(. است ترمیم فرایند برای محرکی به ترمیم فرایند منشأ به توجه با میتوان همچنین را شونده اصالح خود مواد برونی ی شونده اصالح خود مواد کرد. تقسیمبندی "درونی" و "برونی" دودسته آنها در ترمیم فرآیند بلکه نیستند خودی به خود ترمیم برای نهان قابلیت دارای که میکرو یا نانو های کپسول مثل میپذیرد صورت خارجی مؤلفههای کمک به متحرک فاز ها کپسول این محتوای شود. می داده نفوذ مختلف مواد ماتریس در خودی به خود ترمیم مقابل در آورد. می وجود به را آسیبدیده قسمت روی اما شود. می داده ترجیح بیشتر درنتیجه و نیست مجزایی های عامل نیازمند درونی پیوندهای تشکیل بود. نخواهد امکانپذیر همیشه ترمیم مکانیزم و مواد نوع به بسته )چسبندگی ترک سطوح بین فیزیکی های برهمکنش نیز و ثانویه( یا )اولیه شیمیایی بهشرط است طریق این از خودی به خود ترمیم برای موفقی های مثال رطوبت( به خود ترمیم فرایند ادامه در باشد. مشخص مقدار یک از کمتر ترک عرض اینکه ۴-۶(. و میگیرد) ۱ قرار موردبررسی مختلف مواد انواع در خودی شونده خوداصالح کامپوزیتهای پلیمری زمینه با کامپوزیتی ماده یک از شونده اصالح خود کامپوزیت است. تشکیلشده اصالحکننده ماده و الیاف با تقویتشده ساختاری و یک و میکروکپسولشده اصالحکننده عامل یک کامپوزیت این در فرایند است. پراکندهشده پلیمری زمینه فاز درون جامد شیمیایی کاتالیزور سپس و میشود آغاز کپسولها میکرو داخل به ترک انتشار با اصالحکنندگی عامل شدن ظاهر میشود. آزاد ترک صفحه داخل در اصالحکننده عامل پلیمریزاسیون شدن شروع باعث شیمیایی کاتالیزور برابر در اصالحکننده )۷-۹(. ۲( )شکل میشود یکدیگر به ترک صفحات اتصال و سازی( )پلیمر بهبودی روند ت( و پ شونده اصالح عامل شدن آزاد ب( ترک ایجاد الف( ٢( شکل اصالحشده نمونه ث(

3 متیل دی پلی )۱۵( ایزوسیانات )۱۴( برزک )٢( سیلوکسان اتیل دی پلی و سیلوکسان موردمطالعه )۱۷-۱۶(. اپوکسی های رزین یا قرارگرفتهاند. را اصالحکنندگی خود مفهوم شکل ۳ دادن قرار با شدن اصالح میدهد. توضیح کپسول میکرو ی کننده اصالح عامل یک در کاتالیزوری شیمیایی محرک یک و شده ترک شود. می انجام اپوکسی زمینه یک داخل کند. می پاره را کپسولها میکرو ایجادشده مویینگی اثر با کننده اصالح عامل درنتیجه سازی پلیمر شود. می آزاد ترک صفحه در کاتالیزور با تماس با کننده اصالح عامل صفحات بین و شود می شروع تعبیهشده آسیب میکند. برقرار اتصال و پیوند ترک مکانیزم این اندازی راه باعث که ایجادشده را شده تعیین محل خودکار اصالح شود می. میسازد) ۱۸ ( میسر کمک با خودی به خود اصالح ۳ شکل )۸(. کپسولها میکرو کپسول میکرو های سیستم امروزه و پلیمری های روکش برای تجاری نیمه عامل دارد. قرار دسترس در حجیم پلیمرهای توخالی فیبرهای داخل در تواند می ترمیم درنتیجه که شود داده قرار شیشه( )الیاف گستردهای ی محدوده با عامل انتقال امکان داده نشان اخیر مطالعات میشود. فراهم فیبرهای یا کروی کپسولهای که است باال بازدهی به یافتن دست برای ای استوانه است. سودمند ترمیم فرایند در اکثر در درونی خودی به خود ترمیم هدفمند خارجی محرک یک نیازمند موارد به پلیمرها ترمیم برای نیز ها محرک سایر اما است. حرارت( )مخصوصا شناختهشده مکانیکی های محرک کنار در که است ذکر به الزم روند. می کار وجود نیز نوری و بالیستیک مغناطیسی الکترومغناطیسی الکتریکی های محرک فیزیکی های کنش برهم با درونی خودی به خود ترمیم مورد سادهترین در دارند. جدید شکلگیری باعث پلیمرها به دادن حرارت مثال بهعنوان میشود. حاصل ایجاد شامل که آسیبی برای میشود. ترک شدن بسته به منجر و شده زنجیرهها پیوندهای تشکیل با خودی به خود ترمیم است پلیمری های زنجیره در شکاف انتهایی های گروه دارای ها کربنات پلی مثال شود می حاصل جدید شیمیایی دیلز های واکنش با بازگشتپذیر حرارتی شبکهسازی برای است واکنش برای باالتری دماهای عموما اما )٢۴(. است مایکل افزودنیهای ) ١۹-٢۳ (و آلدر موردنیاز خودی به خود ترمیم فرآیند برای ) سانتیگراد درجهی ۱۰۰ از )باالتر با که مونومری اجزای شامل که )دینامرها( دینامیکی ساختاری پلیمرهای است. ار جالبتوجهی پتانسیل دینامرها میشود وصل هم به بازگشتپذیر اتصاالت در که ساخت نمایان پلیمری( های شبکه در )مثال شونده اصالح خود مواد برای است) ۱ (. بررسی دست در حاضر حال پیوند همچون ضعیفتری های برهمکنش کوواالنسی پیوندهای با مقایسه در موردتوجه درونی ی شونده اصالح خود مواد ترمیم فرآیند در نیز هیدروژنی خود ترمیم با شونده اصالح خود پلیمر همکارانش و لیبلر اخیرا است. قرارگرفته اسیدهای حاوی ترموپالستیک االستومر الیگومری یک شامل درونی خودی به در )٢۶-٢۵(. کردهاند گزارش را اوره با شده دار عامل آمین اتیلن دی و چرب ولی شود می ازهمگسسته هیدروژنی پیوندهای عمدتا آسیب یک رخداد حین بازسازی را بریدهشده سطوح تراکم از پس تواند می بودن بازگشتپذیر دلیل به روکشهای با هیدروژنی پیوندهای توسط ترمیم مکانیزم )۲۷(. )شکل ۴ ( نماید مشاهدهشده نیز مستقل خودی به خود ترمیمکننده های روکش بهعنوان آکزونوبل است. دما افزایش کمترین تأثیر تحت سطح هموارسازی به قادر که است های برهمکنش یا فلزی کمپلکس از عمدتا که فوق هیدروژنی پیوندهای بر عالوه و یونی های برهمکنش ترپیریدین( فلز کمپلکسهای است)مثل لیگاند فلز قرارگرفتهاند. توجه مورد مواد خودی به خود درترمیم نیز π-π های برهمکنش که بدینصورت کنند. می عمل مولکولی قالب یا و بست یک مشابه پیوندها این رخداد حین در کوواالنسی( غیر و )کوواالنسی شیمیایی پیوندهای شدن گسسته با رادارند) ۱ (. مجدد تشکیل قابلیت پیوند این آسیب یک مکانیکی تنش است. مکانوشیمی شونده اصالح خود مواد حوزه در دیگر ی زمینه )٢۸-۲۹(. نماید القا را شیمیایی واکنش یک و کند فعال را کاتالیزور یک تواند می اصالح خصوصیات ۴ شکل پلیمر یک خودی به خود و لیبلر توسط مولکولی ابر همکارانش) ٢۵-٢۶ ( شماره 95 مهر

4 سرامیک ها و بتن های خود اصالح شونده اخیرا ترمیم خود به خودی مواد بتنی هیدرولیکی هدف بسیاری از پژوهش های علمی بوده است. در یک بتن تخریبشده آب به داخل ترک ها نفوذ می کند و تشکیل موضعی هیدرات ها را القا میکند که با توجه به فشار آب مقدار ph مورفولوژی ترک و عرض ترک باعث ترمیم ترک می شود. بهطورکلی عرض ترک نقش مهمی را در فرآیند اصالح خود به خودی ایفا می کند. به همین دلیل کامپوزیتهای سیمانی مهندسی )ECC( ساخته شده اند که عرض ترک را حتی در کرنشهای بسیار باال در مقادیر کمتر از ۶۰ میکرومتر کنترل میکنند.) ۳٠-۳١ (. در طراحی بتنهای خود اصالح شونده از باکتریها نیز استفادهشده است. در این روش که الهام گرفته از طبیعت است باکتری ها در بتن بدون تحرک می شوند و در صورت نفوذ آب به داخل ترک های جدید فعالشده و مواد معدنی را تهنشین می کنند) ۱ (. در مقایسه با بتن اطالعات کمی درباره ی فرآیندهای بازسازی مواد سرامیکی مهندسی ترکدار در دسترس است. در سرامیک ها دماهای بسیار باالی موضعی برای ترمیم موردنیاز است. علت این امر انرژی فعالسازی باالی انتقال جرم نفوذی در ساختارهای کوواالنسی یا یونی سرامیک ها )مثل کامپوزیت( SiC/Al6Si2O13 ( است. واکنشترمیم از مرز و سطح دانه در نقاط تماس با ناحیه ی ترک آغاز می شود. بهعالوه اکسایش فازهای غیر سمی در اتمسفر اکسید شونده مانند هوا یک مکانیزم ترمیم مؤثر دیگر در حوزه مواد سرامیکی است. همچنین در مواد چند جزئی و چند فازی تشکیل یک ماده ی مذاب یوتکتیک )انتقال فاز )tetr ZrO2 mkl ZrO2 بهعنوان مکانیزم های ترمیم احتمالی مطرح است) ۳۲ (. اکثر فعالیتهای صورت گرفته درزمینهی ترمیم خودبهخودی مواد سرامیکی در دماهای باال صورت گرفته است. بهعنوانمثال یکفاز شیشهای حاوی کامپوزیت Si3N4/SiC در دمای ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد ترمیم میشود که افزایش قابلتوجه استحکام خستگی استاتیکی و دینامیکی را نیز به همراه دارد. مثال دیگر روکش های حفاظت از خوردگی روی سرامیک های SiC است که در آنها فرایند خود اصالح شوندگی از طریق مکانیزم اکسایش صورت میگیرد. به این صورت که حرارت ناشی از احتراق واکنشترمیم را آغاز می کند و در طی این فرایند یک پرکنندهی واکنشپذیر SiOC/MoSi2 در ماتریس SiOC بانفوذ اکسیژن دچار اکسایش می شود و بهموجب آن SiO2 تشکیلشده و ترک را بهصورت کامل می بندد )شکل ۵ (. )۳۴-۳۳( شکل ۵- اصالح خود به خودی ترک ها در روکش های محافظ در برابر اکسایش SiOC/MoSi2 روی سرامیک های.SiC فلزات خود اصالح شونده ترمیم خود به خودی در فلزات بسیار دشوارتر از سایر مواد است. با توجه بهاندازه کوچک اتم های فلزی و عدم جهتگیری مناسب در پیوندهای شیمیایی مکانیزم های شناختهشدهی ترمیم در فلزات فقط محدود به ترمیم نقص ها با حجم کوچک میشود. ازاینرو موردهای موفق درزمینه ترمیم خود به خودی مواد فلزی کمیاب است. در این زمینه فرایند ترمیم می تواند الیه های سطحی فلز را در برابر اثرات مضر اتمسفر محافظت کند. اخیرا ترمیم خود به خودی آلیاژهای Mg-Cu-Al موردبررسی قرارگرفته است.) ٣٥-٣٧( هی و همکارانش ترمیم خود به خودی آلیاژ Bi-Ti را موردبررسی قراردادند. در این آلیاژ سیم های مرتبشدهی موازی در جهت تنش طراحی شد و یک ترک بهصورت عمودی در جهت این سیم ها ایجاد شد. این سیم ها در تشکیل پل بین ترک ها نقش داشته و از طرف دیگر بهعنوان میله های اتصال عمل میکنند. ازآنجاییکه این مواد تحت تبدیالت مارتنزیت قرار می گیرند سیم می تواند کرنش های باالیی را تحمل کند و امکان بستن ترک ها را فراهم آورد) ۴۰-۳۹ (. کاربردهای مواد خود اصالح شونده در حین استفاده همه ی مواد طبیعی و سنتزی آسیب میبیند. اگر میزان آسیب از یک مقدار بحرانی فراتر رود شکست قطعه و نهایتا کاهش عملکرد دستگاه رخ میدهد. در مقابل مواد خود اصالح شونده می توانند روند گسترش آسیب را معکوس کند و ازاینرو قادر به افزایش طول عمر محصوالت خواهند بود )مدیریت آسیب(. مواد خود اصالح شونده تا حد زیادی قابلیت اطمینان محصوالت را افزایش می دهند. بهعالوه افزایش طول عمر اجزای اساسی مثال در تولید انرژیهای جایگزین )بادی حرارت خورشیدی( در کاربردهای جدید نوری مثل LED و یا ایمپلنت های پزشکی می تواند نقش مهمی در بهینهسازی بازده اقتصادی داشته باشد. مثال میتوان طول عمر استنت ها را به کمک این مواد به مقدار قابلتوجهی افزایش داد و ازاینرو هزینه های درمانی نیز بهطور قابلمالحظهای کاهش می یابد. مواد خود اصالح شونده در صنایع هوافضا و خودروسازی می توانند هزینه های انرژی و زیستمحیطی را کاهش دهند. نتیجهگیری آسیب های ساختاری به کمک مواد اصالح شونده قابل اصالح یا ترمیم است بهتبع آن خصوصیات مکانیکی نیز تا حدی 94

5 ter. Chem. 2008, 18, 41. S. van Der Zwaag, in Self-Healing Materials an Alternative Approach to 20 Centuries Materials Science,(Eds: S. van der Zwaag), Springer, Dordrecht, The Netherlands 2007, Ch.1. Y. C. Yuan, T. Yin, M. Z. Rong, M. Q. Zhang, Express Polym. Lett.2008, 2, 238. S. K. Ghosh, in Self-healing Materials: Fundamentals, Design Strategies,and Applications, (Eds: S. K. Ghosh ), Wiley-VCH, Weinheim, Germany 2009, Ch.1. Talrega, R. Damage development in composites: mechanisms and modelling. J. Strain Anal. Eng. Des. 24, (1989). Talrega, R. (ed.) Damage Mechanics of Composite Materials (Elsevier, New York, 1994). White SR, Sottos NR, Geubelle PH, Moore JS, Kessler MR, Sriram SR, Brown EN, Viswanathan S. Autonomic healing of polymer composites. Nature 2001; 409: Kessler MR. Characterization and performance of a selfhealing composite material. PhD Dissertation. University of Illinois at Urbana-Champaign; M. M Caruso, D. A. Delafuente, V. Ho, N. R. Sottos, J. S. Moore, S. R. White, Macromolecules 2007, 40, B. J. Blaiszik, M. M. Caruso, D. A. McIlroy, J. S. Moore, S. R. White,N. R. Sottos, Polymer 2009, 50, 990. C. Suryanarayana, K. Chowdoji Rao, D. Kumar, Progr. Org. Coatings 2008, 63, 72. J. Yang, M. W. Keller, J. S. Moore, S. R. White, N. R. Sottos, Macromolecules 2008, 41, S. H. Cho, H. M. Andersson, S. R. White, N. R. Sottos, P. V. Braun, Adv. Mater. 2006, 18, 997. T. Yin, M. Z. Rong, M. Q. Zhang, G. C. Yang, Comp. Sci. Technol.2007, 67, 201. D. S. Xiao, Y. C. Yuan, M. Z. Rong, M. Q. Zhang, Polymer 2009, 50, X. Chen, M. A. Dam, K. Ono, A. Mal, H. Shen, S. R. Nutt, K. Sheran, F. Wudl, Science 2002, 295, X. Chen, F. Wudl, A. K. Mal, H. Shen, S. R. Nutt, Macromolecules 2003, 36, Y.-L. Liu, C.-Y. Hsieh, J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2006, 44, 905. E. B. Murphy, E. Bolanos, C. Schaffner-Hamann, F. Wudl, S. R. Nutt, M. L. Auad, Macromolecules 2008, 41, M. Wouters, Prog. Org. Coat. 2009, 64, 156. Y.-L. Liu, Y.-W. Chen, Macromol. Chem. Phys. 2007, 208, 224. P. Cordier, F. Tournilhac, C. Soulié-Ziakovic, L. Leibler, Nature 2008, 451, 977. D. Montarnal, P. Cordier, C. Soulé-Ziakovic, F. Tournilhac, L. Leibler, J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2008, 46, CNRS press release بازیابی می شود. در این مقاله به بررسی رفتارترمیم خود به خودی در انواع مواد پرداختهشده است. اصول و مکانیزم عملکرد مواد کامپوزیتی و پلیمری در فرایند اصالح خودبهخودی بسیار نزدیک به هم است. امکان انجام ترمیم خود به خودی در کامپوزیتها و پلیمرها نسبت به فلزات یا سرامیک ها بیشتر است که این امر ناشی از ساختار مولکولی ویژه ی پلیمرها و کامپوزیتها در محدوده دمایی کاربرد آنها است. جدول 1( مکانیزم های انتخابشده برای رفتار ترمیم خود به خودی در انواع مواد. کد رنگی نمایانگر میزان موفقیت مکانیزم است )خاکستری تیره = مثبت خاکستری روشن = محتمل سفید = غیرممکن(.) ١ ( الزم به ذکر است که درزمینه ترمیم خود به خودی چالشهای دیگری نیز مطرح است. مثال توسعه ی مواد خود اصالح شوندهای که قادر به بازیابی سایر خصوصیات مانند رسانایی رنگ فلوئورسنس پس از تخریب مکانیکی و یا سایر اثرات منفی )نور شدید حرارت و سایر موارد( است. چالش هایی نیز درزمینهی سیستم های نانو وجود دارد )مثل نانو مواد فتونی/متامواد(. این سیستم ها به دلیل نسبت سطح به حجم باال بیشتر در معرض آسیب قرار می گیرند. منابع: برای دیدن ادامه منابع به وبسایت ماهنامه مراجعه کنید. Martin D. Hager, Peter Greil, Christoph Leyens, Sybrand van der Zwaag, Self-Healing Materials. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim Adv. Mater. 2010, 22, M.R. Kesslera, N.R. Sottosc,d, S.R. Whiteb,d. Self-healing structural composite materials. Composites: Part A 34 (2003) S. D. Bergman, F. Wudl, J. Ma- 95