Self-repairing materials
Laatst bijgewerkt: 05-05-2025
Definitie
Materialen met de ingebouwde eigenschap om zichzelf te herstellen bij (geringe) beschadiging, zonder externe diagnose of menselijke tussenkomst.
Omschrijving
Zelfherstellende materialen, ook bekend als 'self-healing materials' of 'autonomic healing concept', zijn materialen die in staat zijn om autonoom scheuren, krassen of andere kleine defecten in hun structuur te herstellen. Dit herstelproces vindt automatisch plaats wanneer er schade optreedt. Het concept is deels geïnspireerd op de regeneratieve systemen in de natuur. Het doel is om de levensduur van constructies en producten te verlengen, onderhoudskosten te verlagen en de duurzaamheid te verbeteren. Hoewel het nog een doorlopend onderzoeksgebied is, zijn er al verschillende toepassingen en methoden ontwikkeld.
Werkingsmechanismen en Toepassingen
Er zijn verschillende manieren waarop materialen zelfherstellend kunnen worden gemaakt. Een veelvoorkomende methode, met name bij composieten en polymeren, is het toevoegen van microcapsules of holle vezels die een herstellende stof bevatten. Wanneer het materiaal beschadigd raakt en de capsules breken, komt de stof vrij en dicht deze de scheur. Bij beton wordt vaak gebruik gemaakt van bacteriën die aan het mengsel worden toegevoegd. Wanneer er water in scheuren dringt, worden deze bacteriën actief en zetten ze calciumlactaat om in kalksteen (calciumcarbonaat), wat de scheuren vult. Ook chemische processen, zoals de reactie van calciumhydroxide met CO2 in beton (carbonatatie), kunnen bijdragen aan het dichten van haarscheurtjes. Fysische eigenschappen van materialen zelf kunnen eveneens zorgen voor zelfherstel, waarbij moleculen lokaal mobiel worden en spanningen opvangen. Zelfherstellende materialen worden onderzocht en toegepast in diverse sectoren, waaronder de bouw (zelfherstellend beton voor tunnels, bruggen en waterkeringen), transport (zelfherstellende lak en coatings voor voertuigen en potentieel in vliegtuigen en treinen), en elektronica (toepassing op beeldschermen).
Vergelijkbare termen
Zelfherstellende materialen
Gebruikte bronnen: