可逆自修复技术：保持复合材料光学透明性并修复机械损伤

摘要： 本研究聚焦于聚合物/纳米粒子复合材料中光学性能、表面粗糙度、接触角滞后及浅划痕的修复。通过制备一系列不同醋酸丁酸纤维素（CAB）浓度的三元复合混合物[环氧树脂/埃洛石纳米管（HNTs）/CAB]并进行系列机械损伤测试，基于力学增强和耐磨性确定最佳纳米粒子浓度为1.0体积%，CAB浓度为3.0体积%。采用纳米级划痕、微米级落砂试验和宏观Taber磨耗仪对表面造成损伤后，加热可使诱导损伤（深度达数百纳米的粗糙度和表面划痕）自愈。当温度超过聚合物复合材料半互穿网络结构的软化转变温度时，CAB会迁移至微裂纹中，关键力学参数（模量、强度、断裂应变）得以恢复；在本研究的环氧树脂/HNTs/CAB体系中，光学透明度也高效复原。CAB还会迁移至宏观空气/样品界面并优化表面特性，使水滴滚落角从约90°降至约20°。通过选择不同分子量的CAB添加剂，可调控修复温度。