自修复形状记忆树脂

『壹』 为什么本质性自修复环氧树脂具有修复作用啊

双环戊二烯在温度略高于室温时是可以自由流动的液体（熔点33℃），然而一内旦遇到格拉布催化容剂，就会在后者催化下迅速发生聚合反应，变成坚硬的固体——聚双环戊二烯。当双环戊二烯被包裹在微囊中时，由于微囊外壁阻隔了与催化剂的接触，反应自然无从发生。但当环氧树脂在外力作用下受损时，情况就不一样了。外力在将环氧树脂内部撕开裂缝的同时，还打破了微囊薄薄的外壁，使得原本包裹其中的双环戊二烯流出并填满缝隙。随后，在格拉布催化剂的作用下，填充进裂缝的双环戊二烯变成聚合物，将裂缝两侧的塑料牢牢连接起来。也就是说，不需要我们进行干预，这些包裹在微囊中的“胶水”就已经主动将裂缝修补好了

『贰』 什么是复合材料，高分子材料,合金

复合材料(Composite materials)，是以一种材料为基体(Matrix)，另一种材料为增强体(reinforcement)组合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。

高分子材料macromolecular material，以高分子化合物为基础的材料。包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。

合金alloy ，由金属与另一种(或几种)金属或非金属所组成的具有金属通性的物质。一般通过熔合成均匀液体和凝固而得。根据组成元素的数目，可分为二元合金、三元合金和多元合金。中国是世界上最早研究和生产合金的国家之一，在商朝(距今3000多年前)青铜(铜锡合金)工艺就已非常发达；公元前6世纪左右(春秋晚期)已锻打(还进行过热处理)出锋利的剑(钢制品)。

这个只是一个简单的概念，具体的在研究和生产上还有很多要点，可以查看相关专业的书籍，一般材料科学与工程一级学科以及其下各次级学科都会提及

『叁』 形状记忆塑料有哪些好处

科学家一直有个梦想，那就是怎么让形形色色、各种各样的材料变得更加的“聪明”，具有各种自动的功能，从而让这些材料制成的产品性能变得更加的耐久。

目前，科学家已经在实验一种可根据温度的变化，能自动改变形状的“形状记忆塑料”。如果用它制作成记忆的弹簧，安装在我们的门窗上，随着日光强度和温度的变化，门窗就会自动的关闭和打开，以调节室内的光线。如果安装在淋浴的喷头上，就可以自动的调节出水温度。另外，如果把“形状记忆塑料”制作成一种内嵌式的传感器，将它嵌入在登山的绳索里，这样一旦绳索被磨损，强度下降，绳索的颜色就会自动示警。

科学家同时也在研究可以让材料变得更加“聪明”的其它方式。美国的科学家依据人体有自愈功能的特点，在修补玻璃钢和其它人工合成材料领域方面都取得了一定的进展。研究人员在聚合物里添加了疗伤用的可及时分泌的“淋巴液”，以及激活这种修补液启动修补过程所需的化学触媒，研制出了一种可使聚合物“自动痊愈”的新方法。

在我们的日常生活中，人造聚合物已被广泛的使用。像手机线路板、网球拍、撑竿跳时使用的撑竿、汽车上使用的挡泥板等，都是利用增强纤维制作成的。如果在疲劳和磨损的情况下，都会使这些本来很耐用的产品寿命大打折扣。比如汽车，每颠簸一下都会使复合材料随着震动产生细小的裂缝。使用一段时间后，人工合成的材料性能就会弱化，就需要该修补的修补，该丢弃的就要丢弃。

所以，长期以来，科学家一直希望能找到一种简易的方式来修补人工合成的材料，这样就可以使聚合物的网球拍变得更加结实耐用，手机线路板更容易修补，汽车车身更坚固、更漂亮。现在，终于找到了，也许要不了多久，这种全新的汽车人们就可以开上了。

以前，人们采用的修补方式通常是在破损的部位穿孔、打眼、填充、打补丁等，现在，只需要预先在制作人工合成材料的时侯，在树脂的基质中，均匀的混合一种特制的、内注有特殊树脂的超微胶囊，然后再像撒盐粒似的，均匀的把一种化学触媒微晶遍撒开来，最后一起制作成形，这样就可以使这种内嵌无数超微胶囊的聚合物部件，具备自身愈合的能力。如果出现破损的现象，预先放入的触媒就会激活胶囊中的特殊树脂，让树脂开始自动的软化，等到变成粘稠的液体时，注入和填充出现的缝隙或孔洞就开始逐渐的凝固，这样就能使人工合成的材料，长期持续的自动修复破损的部位。

这项研究成果具有非常广泛的用途，它可以延长用于整形的填充物的寿命。如果用在航天领域，就可以制造出更加坚固、更加持久耐用的宇宙飞船；用在电子领域，就可以生产有自愈能力的微电子线路板。

能自动修补破损的智能塑料的出现，让各种材料具有了自动的功能，这样就可以使材料变得持久耐用，节约了人力、财力。不过，这段路还很长，需要我们不断的去探索发现。

『肆』 什么是形状记忆树脂

形状记忆高分子材料就是在一定条件下被赋予一定的形状（起始态），当外部条件发生变化时，它可相应地改变形状并将其固定下来（变形态），如果外部环境以特定的方式和规律再一次发生变化，形状记忆高分子材料便可逆地恢复到起始态。整个过程完成了一个循环：从记忆起始态→固定变形态→恢复起始态。

形状记忆高分子材料大部分使用的高分子是树脂，因此被称为形状记忆树脂，它的形状记忆功能是由其特殊的内部结构决定的。形状记忆树脂由两种物态组成：①保持成品形状的固定相，可用来记忆最初成型时的形状；②随温度变化而发生软化-硬化的可逆变化的可逆相，它能够保证成品可以改变形状。由于固定相和可逆相都有自己的软化温度，因此调节和改变温度是使形状记忆树脂转变为固定相或可逆相的关键。

形状记忆树脂可用作固定创伤部位的器材，用来代替传统的石膏绷扎。制作方法是：第一步要将形状记忆树脂加工成为固定相，也就是起始态，固定相要加工成适合固定创伤部位的。第二步是要将固定相装配到创伤部位上，必须使它变软，使它软化变成可逆相，也就是变形态。方法是通过用热水或热风加热，使形状记忆树脂变成可逆相，于是它便软化，软化以后容易变形便易于装配在创伤部位。装配好以后，形状记忆树脂在逐渐冷却过程中，由于温度变化使它恢复到起始态，即开始制作器材时的固定相形状，正好适合将创伤部位固定。这样的做法好像树脂具有记忆的智能。

当然，我们现在所指的代替大脑功能的材料，只是指能部分模拟大脑简单功能的材料，因为更高级的思维功能，如逻辑、推理、综合、想像等思维活动，是不能用简单的、单靠改变材料的性质和特殊功能来实现的。

『伍』 环氧树脂加上固化剂就是形状记忆聚合物吗

如果不加固化剂就会导致环氧树脂无法固化。
环氧树脂固化剂是与环氧树脂发生化学反应，形成网状立体聚合物，把复合材料骨材包络在网状体之中。 使线型树脂变成坚韧的体型固体的添加剂。
碱性类
碱性类固化剂 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。
酸性类
酸性类固化剂：包括有机酸、酸酐、和三氟化硼及其络合物。
加成型
加成型固化剂：这类固化剂与环氧基发生加成反应构成固化产物一部分链段，并通过逐步聚合反应使线型分子交联成体型结构分子，这类固化剂又称瓜型固化剂。
催化型
催化型固化剂：这类固化剂仅对环氧树脂发生引发作用，打开环氧基后，催化环氧树脂本身聚合成网状结构，生成以醚键为主要结构的均聚物。
显在型
显在型固化剂为普通使用的固化剂，又可分为加成聚合型和催化型。所谓加成聚合型即打开环氧基的环进行加成聚合反应，固化剂本身参加到三维网状结构中去。这类固化剂，如加入量过少，则固化产物连接着末反应的环氧基。因此，对这类固化剂来讲，存在着一个合适的用量。而催化型固化剂则以阳离子方式，或者阴离子方式使环氧基开环加成聚合，最终，固化剂不参加到网状结构中去，所以不存在等当量反应的合适用量；不过，增加用量会使固化速度加快。在显在型固化剂中，双氰胺、己二酸二酰肼这类品种，在室温下不溶于环氧树脂，而在高温下溶解后开始固化反应，因而也呈现出一种潜伏状态。所以，可称之为功能性潜伏型固化剂。
潜伏型
潜伏型固化剂指的是与环氧树脂混合后，在室温条件下相对长期稳定(环氧树脂一般要求在3个月以上，才具有较大实用价值，最理想的则要求半年或者1年以上)，而只需暴露在热、光、湿气等条件下，即开始固化反应。这类固化剂基本上是用物理和化学方法封闭固化剂活性的。所以，在有的书上也把这些品种划为潜伏型固化剂，实际上可称之为功能性潜伏型固化剂。因为潜伏型固化剂可与环氧树脂混合制成一液型配合物，简化环氧树脂应用的配合手续，其应用范围从单包装胶黏剂向涂料、浸渍漆、灌封料、粉末涂料等方面发展。潜伏型固化剂在国外日益引起重视，可以说是研究与开发的重点课题，各种固化剂改性新品种和配合新技术层出不穷，十分活跃。
胺类固化剂
伯胺和仲胺对环氧树脂的固化作用是由氮原子上的活泼氢打开环氧基团，而使之交联固化。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较大，能在室温使环氧树脂交联固化；而芳香族多元胺活性较低，如间苯二胺，得在150℃固化才能完全。
酸酐类固化剂
二元酸及其酐如顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐可以固化环氧树脂，但必须在较高温度下烘烤才能固化完全。酸酐首先与环氧树脂中的羟基反应生成单酯，单酯中的羧基与环氧基发生加成酯化而成双酯。
合成树脂类固化剂
低分子量聚酰胺树脂是亚油酸二聚体或桐油酸二聚体与脂肪族多元胺如乙二胺，二乙烯三胺反应生成的一种琥珀色粘稠状树脂。由二聚亚油酸和乙二胺制得的树脂结构如下：
潜伏型固化剂
这种固化剂在一般条件下是稳定的，但当加热到一定的温度时，才显示其活性而固化环氧树脂。如双氰胺，与环氧树脂混合在一起，在常温下是稳定的。若在145—165℃，则能使环氧树脂在30分钟内固化。三氮化硼乙胺络合物,常温也是稳定的，在100℃以上时能固化环氧树脂。

『陆』 “自修复”聚合物：让钙钛矿太阳能电池更接近商业化

导读

背景

随着大气中的二氧化碳水平达到 历史 最高记录，极端天气事件越发频繁，全世界正在从依赖于矿石燃料的传统能源系统向以太阳能为代表的可再生能源系统转变。

目前大多数的太阳能电池都是由硅制成，因为硅善于吸收光线。可是，硅面板的制造成本却非常高。然而，钙钛矿吸收光线的效率比硅更高，成本更低廉。

因此，钙钛矿非常适合作为太阳能电池吸收光线的活性层。将钙钛矿结构集成到太阳能电池中所需的设备也相对简单。例如，钙钛矿结构可以溶解到溶剂中，然后直接喷涂到基底上。

钙钛矿太阳能技术很有前景，但是商业化的关键挑战在于，它会向环境排放污染物例如铅，特别是在极端气候条件下。铅所固有的不稳定性与毒性，引起了人们对于铅基钙钛矿的可行性的严重忧虑，阻碍了基于这些材料的太阳能电池以及类似器件的大规模商用。

创新

近日，日本冲绳科学技术大学院大学（OIST）的科学家们报告称，环氧树脂保护层有利于防止钙钛矿太阳能电池的污染物泄露。在钙钛矿太阳能电池顶部添加一层聚合物，可彻底降低其向环境中排放铅的量。这项研究有力提振了钙钛矿太阳能电池的商业化前景。

这项研究（发表在《自然能源（Nature Energy）》期刊上）的领导者、能源材料与表面科学课题组的领头人 Yabing Qi 教授表示：“尽管钙钛矿太阳能电池能以较低成本将太阳光高效地转化为电力，但是它们却含有铅，这样会造成相当大的环境问题。”

“虽然所谓的‘无铅’技术值得 探索 ，但是它尚未达到铅基方案的效率与稳定性。因此，寻找既能在钙钛矿太阳能电池中使用铅又能使它不泄露到环境中的方案，是商业化的关键一步。”

技术

在OIST技术开发和创新中心的概念验证项目的支持下，齐（音）教授的课题组首先 探索 出将保护层添加到钙钛矿太阳能电池中的封装方法，从而搞清楚哪种材料能最好地防止铅泄露。他们将不同材料封装的电池暴露于人为设计的各种环境中，以模仿电池在真实世界中会遇到的各种天气。

他们想要测试太阳能电池在最糟糕的天气情况下的表现，以搞清楚可能产生的最大铅泄露。首先，他们用一个大球猛烈撞击太阳能电池，模拟有可能打破结构并照成铅泄露的极端冰雹天气。接下来，他们向太阳能电池上浇酸性水，模拟有可能将泄露的铅输送到环境中的雨水。

团队采用质谱分析法分析酸雨，从而判断有多少铅从电池中泄露出来。他们发现，环氧树脂层实现了最少的铅泄露，比其他材料要低几个数量级。

环氧树脂也在一系列的天气条件下表现得最好。在这些天气条件下，阳光、雨水和温度都被改变，以模仿钙钛矿太阳能电池的运行环境。在包括大雨的所有天气条件下，环氧树脂优于其他封装材料。

环氧树脂如此好的工作表现，得益于它的“自修复（self-healing）”特性。例如，在其结构被冰雹损坏之后，聚合物在受到阳光加热时部分地改变其初始形状。这样就限制了从电池内部泄露出的铅的量。这种自修复特性使得环氧树脂成为未来光伏产品封装层的重要选择。

未来

齐教授解释道：“尽管其他自修复聚合物有可能更好，但是环氧树脂无疑是一个强有力的候选方案。目前，我们乐于提升光伏行业的标准，并讨论这项技术的安全性。下一步，我们将在这些数据的基础上，确定哪种聚合物才是最好的。”

除了铅泄露以外，另外一项挑战就是将钙钛矿太阳能电池升级成钙钛矿太阳能电池板。电池的长度只有几个厘米，而电池板却能跨越几米，并且对于潜在的消费者来说更有价值。团队也将关注可再生能源存储的这项长期挑战。

参考资料

【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』 什么是高分子复合材料的智能化

人工智能是指在人工系统中再现人的智能活动的技术，也指与此相对应的学科。最早引起科学家注意的是运用人工智能技术编制程序来提高现有计算机的应用灵巧性，使计算机能做那些通常需要人的智能才能做的事情，因此人工智能也被狭义地称为机器智能。

但是，人工智能当然不能也不会局限于应用在机器和计算机上，作为长期的目标，人工智能应该在思维科学指引下，研制综合性的人工智能系统，因此材料科学也可以纳入人工智能研究的范围和目标。

人工智能与自然智能（人类智能）是对立的统一，不管科学如何发展，人造的、模拟的“智能”和天然的、本原的“智能”仍然有质的差别。从局部看，人工智能可以代替人的某些脑力劳动，但是，从总体上看，人类的创造力是无限的，归根结底，再高明的人工智能也是由人所创造、操纵，并为人所用的，而且人工智能要向前发展，首先必须依靠人。

在与化学有着密切关系的材料科学领域中，率先发展并已经初见成效的当推智能高分子材料，这是因为与人工智能关系最密切的是功能，而在化学功能材料中，高分子材料的研究最广。

主要方面有：

1.高分子的智能化——高分子凝胶的智能化

高分子薄膜的智能化

高分子复合材料的智能化

本征导电聚合物的智能化

2.形状记忆树脂

这里只介绍了与化学关系最密切的高分子人工智能材料，其他非高分子的人工智能材料也已经研究得比较多。例如，敏感陶瓷材料在自动控制仪表中就相当于人的五官，起到视觉、嗅觉、味觉、听觉和触觉器官的作用。和陶瓷类似，玻璃也可以起到这方面的作用，有一种光敏变色玻璃可以自动地随光线强弱而改变透明度，使室内亮度始终保持恒定，也是一种感觉一指令一动作的过程。还有，具有记忆功能的材料也不仅仅限于高分子树脂，镍钛合金就是一种具有形状记忆功能的合金，被用作架设在月球上的合金。总之，人工智能材料的研究处于发展阶段，前途远大。

『捌』 未来科学家是如何利用智能材料的三十字

智能材料的构想来源于仿生（仿生就是模仿大自然中生物的一些独特功能制造人类使用的工具，如模仿蜻蜓制造飞机等等），它的目标就是想研制出一种材料，使它成为具有类似于生物的各种功能的“活”的材料。

因此智能材料必须具备感知、驱动和控制这三个基本要素。但是现有的材料一般比较单一，难以满足智能材料的要求，所以智能材料一般由两种或两种以上的材料复合构成一个智能材料系统。

这就使得智能材料的设计、制造、加工和性能结构特征均涉及到了材料学的最前沿领域，使智能材料代表了材料科学的最活跃方面和最先进的发展方向。

(8)自修复形状记忆树脂扩展阅读：

一般来说智能材料由基体材料、敏感材料、驱动材料和信息处理器四部分构成。

（1）基体材料

基体材料担负着承载的作用，一般宜选用轻质材料。一般基体材料首选高分子材料，因为其重量轻、耐腐蚀，尤其具有粘弹性的非线性特征。其次也可选用金属材料，以轻质有色合金为主。

（2）敏感材料

敏感材料担负着传感的任务，其主要作用是感知环境变化（包括压力、应力、温度、电磁场、PH值等）。常用敏感材料如形状记忆材料、压电材料、光纤材料、磁致伸缩材料、电致变色材料、电流变体、磁流变体和液晶材料等。

（3）驱动材料

因为在一定条件下驱动材料可产生较大的应变和应力，所以它担负着响应和控制的任务。常用有效驱动材料如形状记忆材料、压电材料、电流变体和磁致伸缩材料等。可以看出，这些材料既是驱动材料又是敏感材料，显然起到了身兼二职的作用，这也是智能材料设计时可采用的一种思路。

（4）其它功能材料

包括导电材料、磁性材料、光纤和半导体材料等。

『玖』 我国什么时候研发的航天飞机自我修复材料

我国2007年开始研发的航天飞机自我修复材料！
在国内，中山大学化学与化学工程学院容敏智教授和章明秋教授带领的科研团队也在这一领域开展了研究。容敏智教授表示，这一技术其实是大胆的仿生尝试：“事实上，自修复，或称自愈合是生物体与生俱来的一种能力。我们身边的动植物，包括我们自身，遭受微小损伤后，无需采取任何措施，即可自行愈合。自修复型高分子材料正是受到大自然的启发，模仿生物体损伤愈合，通过物质补给或能量补给机制，使材料的微损伤能够得以自动愈合，从而消除隐患。现在，这一领域正成为材料科学与工程领域新兴前沿课题。” 容敏智教授指出，最近报道的这项新推进成果，是该团队在2001年发明的“微胶囊”修复材料基础上的一个发展。“简单来说，微胶囊模式自修复体系就是将修复剂微胶囊化，然后埋植入树脂基体中，当基体受到破坏时，微胶囊随着破坏并释放出修复剂到裂纹断面，随后修复剂发生聚合从而把裂纹修复。微胶囊容易大量制备并且微胶囊化后的修复剂能保持原有的活性。”

『拾』 自修复混凝土的研究状况

智能混凝土是材料学的一个研究分支，其起源可追溯到上世纪六十年代，当时的苏联科学家采用碳墨为导电组分制备了水泥基导电复合材料。八十年代末期，日本土木工程界的研究人员设想并着手开发构筑高智能结构的所谓“对混进变化具有感知和控制功能”的智能建筑材料。美国在1993年，由于有国家科学基金的资助，开办了与土木建筑有关的智能材料与智能结构的工厂。然而，正如前面所说，智能混凝土材料是具有若干个S行为的材料， 即具有自我诊断功能（self-diagnosis）、自我调节功能（self-tuning）、自我恢复功能（self-recovery）、自我修复功能（self-repair）等多种功能的综合，缺一不可，以目前的科技水平，制备完善的智能混凝土材料是相当困难的，也是不现实的。
近年来，国内外虽然先后开展了智能仿生混凝土的研究，并取得了一些有价值的成果。如相继出现的水泥基导电复合材料、水泥基磁性复合材料、具有屏蔽磁场和电磁波的水泥基复合材料、损伤自诊断水泥基复合材料、自动调节环境温度、湿度的水泥基复合材料等。但是如何对混凝土结构的裂纹和损伤进行及时、有效、快速的修复和愈合，还未形成比较完善的理论和成熟的工艺技术，目前只有美国、日本等少数国家处于实验室探索阶段，尚未取得实质性的进展。
研究混凝土裂纹的自防护最早可以追溯到1925年，Abram 发现混凝上试件在抗拉强度测试开裂后，将其放在户外8年，裂纹竟然愈合了，而且强度比先前提高了两倍。后来挪威学者Stefan Jacobsen的研究也表明，混凝土在冻融循环损伤后，将其放置在水中2～3个月，混凝土的抗压强度有了4～5%的恢复。在混凝土裂纹自防护问题上，国内外的研究者提出了各种方法。研究者受生物界的启示，模仿动物的骨组织结构和受创伤后的再生、恢复机理，采用粘接材料和基材相复合的方法，使材料损伤破坏后具有自行修复和再生功能。在混凝土传统组分中复合特殊组分或者在混凝土内部形成智能型仿生自愈合网络系统，当混凝土材料出现裂纹时，部分胶粘剂流出并深入裂缝，使混凝土裂缝重新愈合。
美国加州大学伯克利分校的日本学者J.-S.Ryu 和东京理工大学的Nobuaki Otsuki教授应用电化学技术对钢筋混凝土裂缝实施愈合作了一些研究，并取得了一定实验性成果。首先，他们在100×100×200mm混凝土试件上预制裂纹，可以是表面裂纹也可以是穿透裂纹，然后将带有预制裂纹的试件浸泡在0.1mol/L的MgC12或Mg（NO3）2溶液中，施加电流密度为0.5～1.0A/m2的直流电源。由于裂纹尖端附近存在更高的电流密度，电沉积先在裂纹尖端形成，裂纹尖端的曲率半径逐渐增大，最后可以达到完全钝化；然后，在混凝土表面覆盖约 0.5~2mm的电沉积物。在通电的前两个星期内，裂纹闭合速度最快，4～8个星期后，裂缝几乎完全闭合，而且渗透率降低了。还有学者在混凝土中掺入特殊的活性无机料和有机化合物，依靠自身的进一步水化反应和有机物在碱性条件下缓慢硬化的特性，使混凝土裂纹达到自修复、自钝化的目的。
九十年代初期，日本东北大学学者三桥博三[教授将内含胶粘剂的空心胶囊或玻璃纤维掺入混凝土材料中，分别用水玻璃、稀释水玻璃和环氧树脂作为修复剂，将其注入空心胶囊或空心玻璃纤维中，一旦混凝土在外力作用下发生开裂，部分胶囊或空心纤维破裂，胶粘剂流出深入裂缝，胶粘剂可使混凝土裂缝重新愈合。他们的试验方法是：通过制作龄期为7天和28天的混凝土试件，来测试经不同修复剂修复开裂后，混凝土试件的强度恢复率。
日本学者沼尾达弥还研究了自修复混凝土中的不同的纤维掺量、尺寸和不同的水灰比等因素对混凝土自修复产生的影响，直径为3mm～5mm，掺量 3%～5%的玻璃纤维对混凝土抗压强度的影响差别不大。但是过多的掺入玻璃纤维，将会导致混凝土强度的下降。不同水灰比对修复混凝土抗压强度也有较大的影响，水灰比越大，混凝土的抗压强度越低。
1994年，美国Illinois大学的Carolyn Dry教授将缩醛高分子溶液作为胶粘剂注入到玻璃空心纤维或者空心玻璃短管中并埋入到混凝土中，从而形成了智能型仿生自愈合神经网络系统。当混凝土结构在使用过程中出现损伤和裂纹时，管内或短管内装的修复剂流出渗入裂缝，由于化学作用使修复胶粘剂固结，从而抑制开裂，修复裂缝。修复后的混凝土试件经过三点弯曲实验发现，其强度比先前还有了较大提高，并且材料的延性也得到了较大的改善.
1995年，美国国家科学基金会和Illinois大学合作，提出了用充满修复胶粘剂的具有传感功能的装置来感知混凝土构件的开裂，并使其愈合的可能性，实现混凝土的自诊断、自修复.
1996年，美国Illinois大学的ATRE实验室在混凝土桥面内预装有低模量的内含修复胶粘剂的修复管，混凝土产生横向收缩时，横向收缩应变使管破裂，修复胶粘剂从管中留出，填充愈合桥面的裂缝.实验证明，这种方法用来修复桥面横向收缩引起的裂缝是可行的。由于修复胶粘剂弹性模量低，裂缝愈合区比未开裂前有更大的承受变形的能力。
在此基础上， Carolyn Dry教授还根据动物骨骼的结构和形成机理，尝试制备仿生混凝土材料.其基本原理是采用磷酸钙水泥（含有单聚物）为基体材料并在其中加入多孔的编织纤维网，在水泥水化和硬化过程中，多孔纤维释放出聚合反应引发剂，与单聚物聚合成高聚物，聚合反应留下的水分参与水泥水化。由此，在纤维网的表面形成大量有机及无机物质，它们互相穿插粘接，最终形成的复合材料是与动物骨骼结构相似的无机有机相结合的复合材料，其性能具有优异的强度及延性。而且，在材料使用过程中，如果发生裂纹或损伤，多孔有机纤维会释放高聚物，愈合裂纹或损伤。日本学者H.Hilalshi和英国学者S.M.Bleay分别在1998、2001年采用类似的方法研究了混凝上裂纹的自防护问题。 目前，国内对智能材料结构的研究一般都集中在对它的自诊断、自适应功能的研究上，对于自修复的研究尚处于起步阶段。
南京航空航天大学的智能材料与结构航空科技重点实验室，在我国的智能复合材料研究领域处于领先地位。在1997 年，他们研究了利用形状记忆合金（SMA丝）和液芯光纤对复合材料结构中的损伤进行自诊断、自修复的方法。对总体方案进行了分析，采用E44和E51的环氧树脂，做了初步的试验：在混凝土中埋入形状记忆合金和液芯光纤，光纤的出射光由光敏管接受，当损伤发生时，由液芯光纤组成的自诊断、自修复网络使胶液流入损伤处，同时局部激励损伤处的SMA短纤维，产生局部压应力，使损伤处的液芯光纤断裂，胶液流出，对损伤处进行自修复，而且当液芯光纤内所含的胶粘剂流到损伤处后，SMA激励时所产生得热量，将大大提高固化的质量，使得自修复完成得更好。
2001年，南京航空航天大学的杨红提出了利用空心光纤来实现智能结构的自诊断、自修复。该文首创了用于智能结构的空心光纤研究方法，并对其进行了应用基础研究。此外，还设计了埋入空心光纤的复合材料诊断与修复系统用于检测复合材料损伤程度与位置以及对损伤处进行自修复等。在复合材料中，还埋入了形状记忆合金（SMA）丝以提高复合材料的强度、安全和可靠性。研究的对象是纸蜂窝和树脂基两种复合材料，利用空心光纤注胶的方法进行了复合材料自修复的研究。实验表明，修复后的纸蜂窝复合材料完全达到正常材料的使用性能，树脂基复合材料在完全破坏的情况下，经修复后，材料的拉伸和压缩性能得到很大的恢复。
同济大学混凝土材料研究国家重点实验室等研究的仿生自诊断和自修复智能混凝土是模仿生物对创伤的感知和生物组织对创伤部位愈合的机能，在混凝土传统组分中复合特殊组分即所谓的第六组分，如仿生传感器、含胶粘剂的液芯纤维等，使混凝土内部形成智能型仿生自诊断、自愈合网络系统。当混凝土材料内部出现损伤时，仿生传感器可以及时诊断预警，当内部出现微裂纹时，部分液芯纤维破裂，胶粘剂流出深入裂缝，使混凝土裂缝重新愈合，恢复并提高混凝土材料的性能。该智能复合材料的研究可实现对混凝土材料的能动诊断、实时监测和及时修复，以超前意识确保混凝土结构的安全性，延长混凝土构筑物的使用寿命.