智能分子晶体突破极寒自我修复技术

在零下320华氏度的条件下仍能自我修复的"智能"晶体开启太空与深海新技术应用大门。

在极寒环境下仍能恢复原状的智能分子晶体具有太空应用价值。由阿布扎比纽约大学科研团队研发的新型自愈有机晶体材料能在极端低温环境下实现自我修复。这项与中国吉林大学合作的研究可能为新一代太空材料铺平道路。

近日，阿布扎比纽约大学科研团队发现一种新型自愈有机晶体。这种新材料在受损后能自我修复，甚至在极端低温下也能实现。由该大学帕切·诺莫夫教授领导的团队研发的这种材料被称为智能分子晶体。研究人员在《自然材料》期刊上发表论文，详细阐述了发现这种材料特殊性能的观察过程。

在实验中他们发现，这种材料在极端寒冷条件下受到机械损伤后可以自我修复。更重要的是，受损后它还能恢复透光能力，这对低温柔性光学和电子设备至关重要。根据新闻稿，这种材料即使在低至零下196摄氏度（零下320华氏度）的液氮沸点温度下也能恢复结构完整性，同时还可在高达150摄氏度（302华氏度）的宽温域内保持功能稳定。

研究人员表示，这种晶体材料的自愈能力得益于其独特的分子结构。该材料的分子具有永久偶极矩，这意味着它们同时具有正负两极并能相互吸引。值得一提的是，这是首次在有机晶体中观察到具有如此宽温域的自愈现象。通常自愈特性仅在凝胶或聚合物等软材料中出现，而这些材料在极寒条件下往往会失效。

这种新材料可能在未来的太空探索中发挥重要作用，因为太空任务对这类耐用材料需求巨大。随着越来越多卫星和载荷被送入地球轨道，太空碎片问题日益严峻。2019至2023年间，SpaceX星链卫星在近地轨道进行了超5万次防撞机动。太空碎片以每秒8公里的速度绕地球飞行——比子弹还快——轻微碰撞在所难免。

去年得克萨斯农工大学团队也宣布开发出具有自愈特性的聚合物材料，称其可用于保护航天器和轨道卫星。如今阿布扎比纽约大学团队宣称，他们的智能分子晶体不仅能实现类似功能，而且似乎比以往任何材料都更耐用。

正如研究人员所言："通过攻克材料在低温环境下耐久性的重大挑战，这项研究为制造能在外太空或其他极寒环境中稳定工作的柔性电子和光学设备开辟了新前景。"

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