自修復形狀記憶樹脂

『壹』 為什麼本質性自修復環氧樹脂具有修復作用啊

雙環戊二烯在溫度略高於室溫時是可以自由流動的液體（熔點33℃），然而一內旦遇到格拉布催化容劑，就會在後者催化下迅速發生聚合反應，變成堅硬的固體——聚雙環戊二烯。當雙環戊二烯被包裹在微囊中時，由於微囊外壁阻隔了與催化劑的接觸，反應自然無從發生。但當環氧樹脂在外力作用下受損時，情況就不一樣了。外力在將環氧樹脂內部撕開裂縫的同時，還打破了微囊薄薄的外壁，使得原本包裹其中的雙環戊二烯流出並填滿縫隙。隨後，在格拉布催化劑的作用下，填充進裂縫的雙環戊二烯變成聚合物，將裂縫兩側的塑料牢牢連接起來。也就是說，不需要我們進行干預，這些包裹在微囊中的「膠水」就已經主動將裂縫修補好了

『貳』 什麼是復合材料，高分子材料,合金

復合材料(Composite materials)，是以一種材料為基體(Matrix)，另一種材料為增強體(reinforcement)組合而成的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使復合材料的綜合性能優於原組成材料而滿足各種不同的要求。復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。

高分子材料macromolecular material，以高分子化合物為基礎的材料。包括橡膠、塑料、纖維、塗料、膠粘劑和高分子基復合材料。

合金alloy ，由金屬與另一種(或幾種)金屬或非金屬所組成的具有金屬通性的物質。一般通過熔合成均勻液體和凝固而得。根據組成元素的數目，可分為二元合金、三元合金和多元合金。中國是世界上最早研究和生產合金的國家之一，在商朝(距今3000多年前)青銅(銅錫合金)工藝就已非常發達；公元前6世紀左右(春秋晚期)已鍛打(還進行過熱處理)出鋒利的劍(鋼製品)。

這個只是一個簡單的概念，具體的在研究和生產上還有很多要點，可以查看相關專業的書籍，一般材料科學與工程一級學科以及其下各次級學科都會提及

『叄』 形狀記憶塑料有哪些好處

科學家一直有個夢想，那就是怎麼讓形形色色、各種各樣的材料變得更加的「聰明」，具有各種自動的功能，從而讓這些材料製成的產品性能變得更加的耐久。

目前，科學家已經在實驗一種可根據溫度的變化，能自動改變形狀的「形狀記憶塑料」。如果用它製作成記憶的彈簧，安裝在我們的門窗上，隨著日光強度和溫度的變化，門窗就會自動的關閉和打開，以調節室內的光線。如果安裝在淋浴的噴頭上，就可以自動的調節出水溫度。另外，如果把「形狀記憶塑料」製作成一種內嵌式的感測器，將它嵌入在登山的繩索里，這樣一旦繩索被磨損，強度下降，繩索的顏色就會自動示警。

科學家同時也在研究可以讓材料變得更加「聰明」的其它方式。美國的科學家依據人體有自愈功能的特點，在修補玻璃鋼和其它人工合成材料領域方面都取得了一定的進展。研究人員在聚合物里添加了療傷用的可及時分泌的「淋巴液」，以及激活這種修補液啟動修補過程所需的化學觸媒，研製出了一種可使聚合物「自動痊癒」的新方法。

在我們的日常生活中，人造聚合物已被廣泛的使用。像手機線路板、網球拍、撐竿跳時使用的撐竿、汽車上使用的擋泥板等，都是利用增強纖維製作成的。如果在疲勞和磨損的情況下，都會使這些本來很耐用的產品壽命大打折扣。比如汽車，每顛簸一下都會使復合材料隨著震動產生細小的裂縫。使用一段時間後，人工合成的材料性能就會弱化，就需要該修補的修補，該丟棄的就要丟棄。

所以，長期以來，科學家一直希望能找到一種簡易的方式來修補人工合成的材料，這樣就可以使聚合物的網球拍變得更加結實耐用，手機線路板更容易修補，汽車車身更堅固、更漂亮。現在，終於找到了，也許要不了多久，這種全新的汽車人們就可以開上了。

以前，人們採用的修補方式通常是在破損的部位穿孔、打眼、填充、打補丁等，現在，只需要預先在製作人工合成材料的時侯，在樹脂的基質中，均勻的混合一種特製的、內注有特殊樹脂的超微膠囊，然後再像撒鹽粒似的，均勻的把一種化學觸媒微晶遍撒開來，最後一起製作成形，這樣就可以使這種內嵌無數超微膠囊的聚合物部件，具備自身癒合的能力。如果出現破損的現象，預先放入的觸媒就會激活膠囊中的特殊樹脂，讓樹脂開始自動的軟化，等到變成粘稠的液體時，注入和填充出現的縫隙或孔洞就開始逐漸的凝固，這樣就能使人工合成的材料，長期持續的自動修復破損的部位。

這項研究成果具有非常廣泛的用途，它可以延長用於整形的填充物的壽命。如果用在航天領域，就可以製造出更加堅固、更加持久耐用的宇宙飛船；用在電子領域，就可以生產有自愈能力的微電子線路板。

能自動修補破損的智能塑料的出現，讓各種材料具有了自動的功能，這樣就可以使材料變得持久耐用，節約了人力、財力。不過，這段路還很長，需要我們不斷的去探索發現。

『肆』 什麼是形狀記憶樹脂

形狀記憶高分子材料就是在一定條件下被賦予一定的形狀（起始態），當外部條件發生變化時，它可相應地改變形狀並將其固定下來（變形態），如果外部環境以特定的方式和規律再一次發生變化，形狀記憶高分子材料便可逆地恢復到起始態。整個過程完成了一個循環：從記憶起始態→固定變形態→恢復起始態。

形狀記憶高分子材料大部分使用的高分子是樹脂，因此被稱為形狀記憶樹脂，它的形狀記憶功能是由其特殊的內部結構決定的。形狀記憶樹脂由兩種物態組成：①保持成品形狀的固定相，可用來記憶最初成型時的形狀；②隨溫度變化而發生軟化-硬化的可逆變化的可逆相，它能夠保證成品可以改變形狀。由於固定相和可逆相都有自己的軟化溫度，因此調節和改變溫度是使形狀記憶樹脂轉變為固定相或可逆相的關鍵。

形狀記憶樹脂可用作固定創傷部位的器材，用來代替傳統的石膏綳扎。製作方法是：第一步要將形狀記憶樹脂加工成為固定相，也就是起始態，固定相要加工成適合固定創傷部位的。第二步是要將固定相裝配到創傷部位上，必須使它變軟，使它軟化變成可逆相，也就是變形態。方法是通過用熱水或熱風加熱，使形狀記憶樹脂變成可逆相，於是它便軟化，軟化以後容易變形便易於裝配在創傷部位。裝配好以後，形狀記憶樹脂在逐漸冷卻過程中，由於溫度變化使它恢復到起始態，即開始製作器材時的固定相形狀，正好適合將創傷部位固定。這樣的做法好像樹脂具有記憶的智能。

當然，我們現在所指的代替大腦功能的材料，只是指能部分模擬大腦簡單功能的材料，因為更高級的思維功能，如邏輯、推理、綜合、想像等思維活動，是不能用簡單的、單靠改變材料的性質和特殊功能來實現的。

『伍』 環氧樹脂加上固化劑就是形狀記憶聚合物嗎

如果不加固化劑就會導致環氧樹脂無法固化。
環氧樹脂固化劑是與環氧樹脂發生化學反應，形成網狀立體聚合物，把復合材料骨材包絡在網狀體之中。 使線型樹脂變成堅韌的體型固體的添加劑。
鹼性類
鹼性類固化劑 WTF：包括脂肪族二胺和多胺、芳香族多胺、其它含氮化合物及改性脂肪胺。
酸性類
酸性類固化劑：包括有機酸、酸酐、和三氟化硼及其絡合物。
加成型
加成型固化劑：這類固化劑與環氧基發生加成反應構成固化產物一部分鏈段，並通過逐步聚合反應使線型分子交聯成體型結構分子，這類固化劑又稱瓜型固化劑。
催化型
催化型固化劑：這類固化劑僅對環氧樹脂發生引發作用，打開環氧基後，催化環氧樹脂本身聚合成網狀結構，生成以醚鍵為主要結構的均聚物。
顯在型
顯在型固化劑為普通使用的固化劑，又可分為加成聚合型和催化型。所謂加成聚合型即打開環氧基的環進行加成聚合反應，固化劑本身參加到三維網狀結構中去。這類固化劑，如加入量過少，則固化產物連接著末反應的環氧基。因此，對這類固化劑來講，存在著一個合適的用量。而催化型固化劑則以陽離子方式，或者陰離子方式使環氧基開環加成聚合，最終，固化劑不參加到網狀結構中去，所以不存在等當量反應的合適用量；不過，增加用量會使固化速度加快。在顯在型固化劑中，雙氰胺、己二酸二醯肼這類品種，在室溫下不溶於環氧樹脂，而在高溫下溶解後開始固化反應，因而也呈現出一種潛伏狀態。所以，可稱之為功能性潛伏型固化劑。
潛伏型
潛伏型固化劑指的是與環氧樹脂混合後，在室溫條件下相對長期穩定(環氧樹脂一般要求在3個月以上，才具有較大實用價值，最理想的則要求半年或者1年以上)，而只需暴露在熱、光、濕氣等條件下，即開始固化反應。這類固化劑基本上是用物理和化學方法封閉固化劑活性的。所以，在有的書上也把這些品種劃為潛伏型固化劑，實際上可稱之為功能性潛伏型固化劑。因為潛伏型固化劑可與環氧樹脂混合製成一液型配合物，簡化環氧樹脂應用的配合手續，其應用范圍從單包裝膠黏劑向塗料、浸漬漆、灌封料、粉末塗料等方面發展。潛伏型固化劑在國外日益引起重視，可以說是研究與開發的重點課題，各種固化劑改性新品種和配合新技術層出不窮，十分活躍。
胺類固化劑
伯胺和仲胺對環氧樹脂的固化作用是由氮原子上的活潑氫打開環氧基團，而使之交聯固化。脂肪族多元胺如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺等活性較大，能在室溫使環氧樹脂交聯固化；而芳香族多元胺活性較低，如間苯二胺，得在150℃固化才能完全。
酸酐類固化劑
二元酸及其酐如順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐可以固化環氧樹脂，但必須在較高溫度下烘烤才能固化完全。酸酐首先與環氧樹脂中的羥基反應生成單酯，單酯中的羧基與環氧基發生加成酯化而成雙酯。
合成樹脂類固化劑
低分子量聚醯胺樹脂是亞油酸二聚體或桐油酸二聚體與脂肪族多元胺如乙二胺，二乙烯三胺反應生成的一種琥珀色粘稠狀樹脂。由二聚亞油酸和乙二胺製得的樹脂結構如下：
潛伏型固化劑
這種固化劑在一般條件下是穩定的，但當加熱到一定的溫度時，才顯示其活性而固化環氧樹脂。如雙氰胺，與環氧樹脂混合在一起，在常溫下是穩定的。若在145—165℃，則能使環氧樹脂在30分鍾內固化。三氮化硼乙胺絡合物,常溫也是穩定的，在100℃以上時能固化環氧樹脂。

『陸』 「自修復」聚合物：讓鈣鈦礦太陽能電池更接近商業化

導讀

背景

隨著大氣中的二氧化碳水平達到 歷史 最高記錄，極端天氣事件越發頻繁，全世界正在從依賴於礦石燃料的傳統能源系統向以太陽能為代表的可再生能源系統轉變。

目前大多數的太陽能電池都是由硅製成，因為硅善於吸收光線。可是，硅面板的製造成本卻非常高。然而，鈣鈦礦吸收光線的效率比硅更高，成本更低廉。

因此，鈣鈦礦非常適合作為太陽能電池吸收光線的活性層。將鈣鈦礦結構集成到太陽能電池中所需的設備也相對簡單。例如，鈣鈦礦結構可以溶解到溶劑中，然後直接噴塗到基底上。

鈣鈦礦太陽能技術很有前景，但是商業化的關鍵挑戰在於，它會向環境排放污染物例如鉛，特別是在極端氣候條件下。鉛所固有的不穩定性與毒性，引起了人們對於鉛基鈣鈦礦的可行性的嚴重憂慮，阻礙了基於這些材料的太陽能電池以及類似器件的大規模商用。

創新

近日，日本沖繩科學技術大學院大學（OIST）的科學家們報告稱，環氧樹脂保護層有利於防止鈣鈦礦太陽能電池的污染物泄露。在鈣鈦礦太陽能電池頂部添加一層聚合物，可徹底降低其向環境中排放鉛的量。這項研究有力提振了鈣鈦礦太陽能電池的商業化前景。

這項研究（發表在《自然能源（Nature Energy）》期刊上）的領導者、能源材料與表面科學課題組的領頭人 Yabing Qi 教授表示：「盡管鈣鈦礦太陽能電池能以較低成本將太陽光高效地轉化為電力，但是它們卻含有鉛，這樣會造成相當大的環境問題。」

「雖然所謂的『無鉛』技術值得 探索 ，但是它尚未達到鉛基方案的效率與穩定性。因此，尋找既能在鈣鈦礦太陽能電池中使用鉛又能使它不泄露到環境中的方案，是商業化的關鍵一步。」

技術

在OIST技術開發和創新中心的概念驗證項目的支持下，齊（音）教授的課題組首先 探索 出將保護層添加到鈣鈦礦太陽能電池中的封裝方法，從而搞清楚哪種材料能最好地防止鉛泄露。他們將不同材料封裝的電池暴露於人為設計的各種環境中，以模仿電池在真實世界中會遇到的各種天氣。

他們想要測試太陽能電池在最糟糕的天氣情況下的表現，以搞清楚可能產生的最大鉛泄露。首先，他們用一個大球猛烈撞擊太陽能電池，模擬有可能打破結構並照成鉛泄露的極端冰雹天氣。接下來，他們向太陽能電池上澆酸性水，模擬有可能將泄露的鉛輸送到環境中的雨水。

團隊採用質譜分析法分析酸雨，從而判斷有多少鉛從電池中泄露出來。他們發現，環氧樹脂層實現了最少的鉛泄露，比其他材料要低幾個數量級。

環氧樹脂也在一系列的天氣條件下表現得最好。在這些天氣條件下，陽光、雨水和溫度都被改變，以模仿鈣鈦礦太陽能電池的運行環境。在包括大雨的所有天氣條件下，環氧樹脂優於其他封裝材料。

環氧樹脂如此好的工作表現，得益於它的「自修復（self-healing）」特性。例如，在其結構被冰雹損壞之後，聚合物在受到陽光加熱時部分地改變其初始形狀。這樣就限制了從電池內部泄露出的鉛的量。這種自修復特性使得環氧樹脂成為未來光伏產品封裝層的重要選擇。

未來

齊教授解釋道：「盡管其他自修復聚合物有可能更好，但是環氧樹脂無疑是一個強有力的候選方案。目前，我們樂於提升光伏行業的標准，並討論這項技術的安全性。下一步，我們將在這些數據的基礎上，確定哪種聚合物才是最好的。」

除了鉛泄露以外，另外一項挑戰就是將鈣鈦礦太陽能電池升級成鈣鈦礦太陽能電池板。電池的長度只有幾個厘米，而電池板卻能跨越幾米，並且對於潛在的消費者來說更有價值。團隊也將關注可再生能源存儲的這項長期挑戰。

參考資料

【1】Yan Jiang, Longbin Qiu, Emilio J. Juarez-Perez, Luis K. Ono, Zhanhao Hu, Zonghao Liu, Zhifang Wu, Lingqiang Meng, Qijing Wang, Yabing Qi. Rection of lead leakage from damaged lead halide perovskite solar moles using self-healing polymer-based encapsulation . Nature Energy, 2019; DOI: 10.1038/s41560-019-0406-2

【2】https://www.oist.jp/news-center/press-releases/%E2%80%9Cself-healing%E2%80%9D-polymer-brings-perovskite-solar-tech-closer-market

『柒』 什麼是高分子復合材料的智能化

人工智慧是指在人工系統中再現人的智能活動的技術，也指與此相對應的學科。最早引起科學家注意的是運用人工智慧技術編製程序來提高現有計算機的應用靈巧性，使計算機能做那些通常需要人的智能才能做的事情，因此人工智慧也被狹義地稱為機器智能。

但是，人工智慧當然不能也不會局限於應用在機器和計算機上，作為長期的目標，人工智慧應該在思維科學指引下，研製綜合性的人工智慧系統，因此材料科學也可以納入人工智慧研究的范圍和目標。

人工智慧與自然智能（人類智能）是對立的統一，不管科學如何發展，人造的、模擬的「智能」和天然的、本原的「智能」仍然有質的差別。從局部看，人工智慧可以代替人的某些腦力勞動，但是，從總體上看，人類的創造力是無限的，歸根結底，再高明的人工智慧也是由人所創造、操縱，並為人所用的，而且人工智慧要向前發展，首先必須依靠人。

在與化學有著密切關系的材料科學領域中，率先發展並已經初見成效的當推智能高分子材料，這是因為與人工智慧關系最密切的是功能，而在化學功能材料中，高分子材料的研究最廣。

主要方面有：

1.高分子的智能化——高分子凝膠的智能化

高分子薄膜的智能化

高分子復合材料的智能化

本徵導電聚合物的智能化

2.形狀記憶樹脂

這里只介紹了與化學關系最密切的高分子人工智慧材料，其他非高分子的人工智慧材料也已經研究得比較多。例如，敏感陶瓷材料在自動控制儀表中就相當於人的五官，起到視覺、嗅覺、味覺、聽覺和觸覺器官的作用。和陶瓷類似，玻璃也可以起到這方面的作用，有一種光敏變色玻璃可以自動地隨光線強弱而改變透明度，使室內亮度始終保持恆定，也是一種感覺一指令一動作的過程。還有，具有記憶功能的材料也不僅僅限於高分子樹脂，鎳鈦合金就是一種具有形狀記憶功能的合金，被用作架設在月球上的合金。總之，人工智慧材料的研究處於發展階段，前途遠大。

『捌』 未來科學家是如何利用智能材料的三十字

智能材料的構想來源於仿生（仿生就是模仿大自然中生物的一些獨特功能製造人類使用的工具，如模仿蜻蜓製造飛機等等），它的目標就是想研製出一種材料，使它成為具有類似於生物的各種功能的「活」的材料。

因此智能材料必須具備感知、驅動和控制這三個基本要素。但是現有的材料一般比較單一，難以滿足智能材料的要求，所以智能材料一般由兩種或兩種以上的材料復合構成一個智能材料系統。

這就使得智能材料的設計、製造、加工和性能結構特徵均涉及到了材料學的最前沿領域，使智能材料代表了材料科學的最活躍方面和最先進的發展方向。

(8)自修復形狀記憶樹脂擴展閱讀：

一般來說智能材料由基體材料、敏感材料、驅動材料和信息處理器四部分構成。

（1）基體材料

基體材料擔負著承載的作用，一般宜選用輕質材料。一般基體材料首選高分子材料，因為其重量輕、耐腐蝕，尤其具有粘彈性的非線性特徵。其次也可選用金屬材料，以輕質有色合金為主。

（2）敏感材料

敏感材料擔負著感測的任務，其主要作用是感知環境變化（包括壓力、應力、溫度、電磁場、PH值等）。常用敏感材料如形狀記憶材料、壓電材料、光纖材料、磁致伸縮材料、電致變色材料、電流變體、磁流變體和液晶材料等。

（3）驅動材料

因為在一定條件下驅動材料可產生較大的應變和應力，所以它擔負著響應和控制的任務。常用有效驅動材料如形狀記憶材料、壓電材料、電流變體和磁致伸縮材料等。可以看出，這些材料既是驅動材料又是敏感材料，顯然起到了身兼二職的作用，這也是智能材料設計時可採用的一種思路。

（4）其它功能材料

包括導電材料、磁性材料、光纖和半導體材料等。

『玖』 我國什麼時候研發的太空梭自我修復材料

我國2007年開始研發的太空梭自我修復材料！
在國內，中山大學化學與化學工程學院容敏智教授和章明秋教授帶領的科研團隊也在這一領域開展了研究。容敏智教授表示，這一技術其實是大膽的仿生嘗試：「事實上，自修復，或稱自癒合是生物體與生俱來的一種能力。我們身邊的動植物，包括我們自身，遭受微小損傷後，無需採取任何措施，即可自行癒合。自修復型高分子材料正是受到大自然的啟發，模仿生物體損傷癒合，通過物質補給或能量補給機制，使材料的微損傷能夠得以自動癒合，從而消除隱患。現在，這一領域正成為材料科學與工程領域新興前沿課題。」 容敏智教授指出，最近報道的這項新推進成果，是該團隊在2001年發明的「微膠囊」修復材料基礎上的一個發展。「簡單來說，微膠囊模式自修復體系就是將修復劑微膠囊化，然後埋植入樹脂基體中，當基體受到破壞時，微膠囊隨著破壞並釋放出修復劑到裂紋斷面，隨後修復劑發生聚合從而把裂紋修復。微膠囊容易大量制備並且微膠囊化後的修復劑能保持原有的活性。」

『拾』 自修復混凝土的研究狀況

智能混凝土是材料學的一個研究分支，其起源可追溯到上世紀六十年代，當時的蘇聯科學家採用碳墨為導電組分制備了水泥基導電復合材料。八十年代末期，日本土木工程界的研究人員設想並著手開發構築高智能結構的所謂「對混進變化具有感知和控制功能」的智能建築材料。美國在1993年，由於有國家科學基金的資助，開辦了與土木建築有關的智能材料與智能結構的工廠。然而，正如前面所說，智能混凝土材料是具有若干個S行為的材料， 即具有自我診斷功能（self-diagnosis）、自我調節功能（self-tuning）、自我恢復功能（self-recovery）、自我修復功能（self-repair）等多種功能的綜合，缺一不可，以目前的科技水平，制備完善的智能混凝土材料是相當困難的，也是不現實的。
近年來，國內外雖然先後開展了智能仿生混凝土的研究，並取得了一些有價值的成果。如相繼出現的水泥基導電復合材料、水泥基磁性復合材料、具有屏蔽磁場和電磁波的水泥基復合材料、損傷自診斷水泥基復合材料、自動調節環境溫度、濕度的水泥基復合材料等。但是如何對混凝土結構的裂紋和損傷進行及時、有效、快速的修復和癒合，還未形成比較完善的理論和成熟的工藝技術，目前只有美國、日本等少數國家處於實驗室探索階段，尚未取得實質性的進展。
研究混凝土裂紋的自防護最早可以追溯到1925年，Abram 發現混凝上試件在抗拉強度測試開裂後，將其放在戶外8年，裂紋竟然癒合了，而且強度比先前提高了兩倍。後來挪威學者Stefan Jacobsen的研究也表明，混凝土在凍融循環損傷後，將其放置在水中2～3個月，混凝土的抗壓強度有了4～5%的恢復。在混凝土裂紋自防護問題上，國內外的研究者提出了各種方法。研究者受生物界的啟示，模仿動物的骨組織結構和受創傷後的再生、恢復機理，採用粘接材料和基材相復合的方法，使材料損傷破壞後具有自行修復和再生功能。在混凝土傳統組分中復合特殊組分或者在混凝土內部形成智能型仿生自癒合網路系統，當混凝土材料出現裂紋時，部分膠粘劑流出並深入裂縫，使混凝土裂縫重新癒合。
美國加州大學伯克利分校的日本學者J.-S.Ryu 和東京理工大學的Nobuaki Otsuki教授應用電化學技術對鋼筋混凝土裂縫實施癒合作了一些研究，並取得了一定實驗性成果。首先，他們在100×100×200mm混凝土試件上預制裂紋，可以是表面裂紋也可以是穿透裂紋，然後將帶有預制裂紋的試件浸泡在0.1mol/L的MgC12或Mg（NO3）2溶液中，施加電流密度為0.5～1.0A/m2的直流電源。由於裂紋尖端附近存在更高的電流密度，電沉積先在裂紋尖端形成，裂紋尖端的曲率半徑逐漸增大，最後可以達到完全鈍化；然後，在混凝土表面覆蓋約 0.5~2mm的電沉積物。在通電的前兩個星期內，裂紋閉合速度最快，4～8個星期後，裂縫幾乎完全閉合，而且滲透率降低了。還有學者在混凝土中摻入特殊的活性無機料和有機化合物，依靠自身的進一步水化反應和有機物在鹼性條件下緩慢硬化的特性，使混凝土裂紋達到自修復、自鈍化的目的。
九十年代初期，日本東北大學學者三橋博三[教授將內含膠粘劑的空心膠囊或玻璃纖維摻入混凝土材料中，分別用水玻璃、稀釋水玻璃和環氧樹脂作為修復劑，將其注入空心膠囊或空心玻璃纖維中，一旦混凝土在外力作用下發生開裂，部分膠囊或空心纖維破裂，膠粘劑流出深入裂縫，膠粘劑可使混凝土裂縫重新癒合。他們的試驗方法是：通過製作齡期為7天和28天的混凝土試件，來測試經不同修復劑修復開裂後，混凝土試件的強度恢復率。
日本學者沼尾達彌還研究了自修復混凝土中的不同的纖維摻量、尺寸和不同的水灰比等因素對混凝土自修復產生的影響，直徑為3mm～5mm，摻量 3%～5%的玻璃纖維對混凝土抗壓強度的影響差別不大。但是過多的摻入玻璃纖維，將會導致混凝土強度的下降。不同水灰比對修復混凝土抗壓強度也有較大的影響，水灰比越大，混凝土的抗壓強度越低。
1994年，美國Illinois大學的Carolyn Dry教授將縮醛高分子溶液作為膠粘劑注入到玻璃空心纖維或者空心玻璃短管中並埋入到混凝土中，從而形成了智能型仿生自癒合神經網路系統。當混凝土結構在使用過程中出現損傷和裂紋時，管內或短管內裝的修復劑流出滲入裂縫，由於化學作用使修復膠粘劑固結，從而抑制開裂，修復裂縫。修復後的混凝土試件經過三點彎曲實驗發現，其強度比先前還有了較大提高，並且材料的延性也得到了較大的改善.
1995年，美國國家科學基金會和Illinois大學合作，提出了用充滿修復膠粘劑的具有感測功能的裝置來感知混凝土構件的開裂，並使其癒合的可能性，實現混凝土的自診斷、自修復.
1996年，美國Illinois大學的ATRE實驗室在混凝土橋面內預裝有低模量的內含修復膠粘劑的修復管，混凝土產生橫向收縮時，橫向收縮應變使管破裂，修復膠粘劑從管中留出，填充癒合橋面的裂縫.實驗證明，這種方法用來修復橋面橫向收縮引起的裂縫是可行的。由於修復膠粘劑彈性模量低，裂縫癒合區比未開裂前有更大的承受變形的能力。
在此基礎上， Carolyn Dry教授還根據動物骨骼的結構和形成機理，嘗試制備仿生混凝土材料.其基本原理是採用磷酸鈣水泥（含有單聚物）為基體材料並在其中加入多孔的編織纖維網，在水泥水化和硬化過程中，多孔纖維釋放出聚合反應引發劑，與單聚物聚合成高聚物，聚合反應留下的水分參與水泥水化。由此，在纖維網的表面形成大量有機及無機物質，它們互相穿插粘接，最終形成的復合材料是與動物骨骼結構相似的無機有機相結合的復合材料，其性能具有優異的強度及延性。而且，在材料使用過程中，如果發生裂紋或損傷，多孔有機纖維會釋放高聚物，癒合裂紋或損傷。日本學者H.Hilalshi和英國學者S.M.Bleay分別在1998、2001年採用類似的方法研究了混凝上裂紋的自防護問題。 目前，國內對智能材料結構的研究一般都集中在對它的自診斷、自適應功能的研究上，對於自修復的研究尚處於起步階段。
南京航空航天大學的智能材料與結構航空科技重點實驗室，在我國的智能復合材料研究領域處於領先地位。在1997 年，他們研究了利用形狀記憶合金（SMA絲）和液芯光纖對復合材料結構中的損傷進行自診斷、自修復的方法。對總體方案進行了分析，採用E44和E51的環氧樹脂，做了初步的試驗：在混凝土中埋入形狀記憶合金和液芯光纖，光纖的出射光由光敏管接受，當損傷發生時，由液芯光纖組成的自診斷、自修復網路使膠液流入損傷處，同時局部激勵損傷處的SMA短纖維，產生局部壓應力，使損傷處的液芯光纖斷裂，膠液流出，對損傷處進行自修復，而且當液芯光纖內所含的膠粘劑流到損傷處後，SMA激勵時所產生得熱量，將大大提高固化的質量，使得自修復完成得更好。
2001年，南京航空航天大學的楊紅提出了利用空心光纖來實現智能結構的自診斷、自修復。該文首創了用於智能結構的空心光纖研究方法，並對其進行了應用基礎研究。此外，還設計了埋入空心光纖的復合材料診斷與修復系統用於檢測復合材料損傷程度與位置以及對損傷處進行自修復等。在復合材料中，還埋入了形狀記憶合金（SMA）絲以提高復合材料的強度、安全和可靠性。研究的對象是紙蜂窩和樹脂基兩種復合材料，利用空心光纖注膠的方法進行了復合材料自修復的研究。實驗表明，修復後的紙蜂窩復合材料完全達到正常材料的使用性能，樹脂基復合材料在完全破壞的情況下，經修復後，材料的拉伸和壓縮性能得到很大的恢復。
同濟大學混凝土材料研究國家重點實驗室等研究的仿生自診斷和自修復智能混凝土是模仿生物對創傷的感知和生物組織對創傷部位癒合的機能，在混凝土傳統組分中復合特殊組分即所謂的第六組分，如仿生感測器、含膠粘劑的液芯纖維等，使混凝土內部形成智能型仿生自診斷、自癒合網路系統。當混凝土材料內部出現損傷時，仿生感測器可以及時診斷預警，當內部出現微裂紋時，部分液芯纖維破裂，膠粘劑流出深入裂縫，使混凝土裂縫重新癒合，恢復並提高混凝土材料的性能。該智能復合材料的研究可實現對混凝土材料的能動診斷、實時監測和及時修復，以超前意識確保混凝土結構的安全性，延長混凝土構築物的使用壽命.