Les matériaux intelligents capables de surveiller leur intégrité structurelle en temps réel et de réparer les dommages prolongeront la durée de vie des matériaux utilisés dans les applications de transport et d'énergie renouvelable. Maintenant, des chercheurs de l'Université Queen Mary de Londres, de l'Université de Lough-borough, de l'Université de Warwick et de l'Imperial College de Londres ont adopté une approche traditionnelle et créé un nouveau matériau composite auto-détectant et auto-cicatrisant.
Les chercheurs ont démontré de « nouvelles » capacités supplémentaires pour la restauration et la surveillance de la santé structurelle grâce à une technique simple d'entrelacement de stratifiés composites. Tout en augmentant la ténacité du stratifié, il a également la fonction de réparation facile, ce qui résout les défis de la performance hors plan relativement médiocre des matériaux composites actuels et de l'incapacité de détecter et de réparer les dommages internes, et prolonge le service durée de vie des pièces composites.
Les stratégies d'auto-guérison pour la plupart des matériaux reposent sur des méthodes extrinsèques utilisant des agents cicatrisants ou des systèmes intrinsèques basés sur des liaisons chimiques réversibles ou des interactions supra-moléculaires. Cependant, l'ajout d'agents cicatrisants liquides ou solides aux composites structuraux peut affecter leurs propriétés de portance et augmenter la complexité du processus de fabrication. Au lieu de cela, les chercheurs ont échelonné de fines couches de thermoplastique entre les couches composites en fibre de carbone. Pour réparer les dommages, il faut appliquer de la chaleur et de la pression afin que le thermoplastique se diffuse dans la zone endommagée et remplisse la fissure. La couche thermoplastique offre à la fois la capacité de s'auto-réparer sans compromettre les propriétés mécaniques.
De plus, les utilisateurs peuvent personnaliser les caractéristiques et les conditions de durcissement des couches thermoplastiques pour faciliter la réparation et améliorer la résistance à la rupture même après plusieurs cycles de dommages et de réparation.
Il est rapporté que l'invention résoudra un grand nombre de scénarios qui nécessitent une maintenance et une réparation de routine des structures composites, mais qui sont difficiles et irréalistes à réaliser, comme les pales d'éoliennes offshore ou certains types d'avions. Cette technique simple et évolutive sera également adoptée dans les applications composites sportives ou marines.
