神奇的自愈材料
话题专栏
不久的将来，汽车被划伤再也不用担心了，因为它的伤口会很快自然愈合。
2005年，尼桑推出一种新的汽车涂层。和过去一百年使用的所有汽车漆相比，这种涂层有一种很特别的能力：当它表面被轻微划伤的时候，会自己恢复。两年后，在新款车型上，尼桑还推出了三种不同颜色的这种涂料，而售价比普通涂料高出三万多日元——是否值得，完全看用户自己。
从今年一些新技术的对比来看，这种涂料的性价比并不是很高。这种叫做“Scratch Shield”的涂料只是具有一定的弹性，当被划伤时，涂料表面会凹陷下去；然后在外界热量的影响下，形状会慢慢恢复。如果浇上一桶热水，会恢复得更快。但是显而易见，如果划痕过深，或者涂层整块剥落的话，这种涂料也是束手无策的。
不过，这毕竟算是一次有益的尝试。机械和电路没有自我修复的能力，和动物机体不同。动物机体的愈合是相当复杂的过程，需要多种细胞一起努力。凝结伤口、清理死亡细胞和细菌、分化出纤维细胞来连接创口、毛细血管增生以提供营养——在诸多功能各异的细胞的精密协作下，一周以后，除了一块小小的疤痕，再看不到其他痕迹。而机械制品，就目前来说，还不能指望它们具有这样精细的协调能力。这让修理业成了一种生意兴隆的行业，同时也让那些设计很难人工修理的设备，例如潜艇或者卫星的设计师战战兢兢。
有需求，就有研究的动力。俄罗斯、英国、美国等国家都开展了相关的研究，集中在对于外壳材料的自我修复和电路的自我修复方面。
今年，南密西西比大学的研究人员发明了一种新的涂料。和尼桑的涂料不同，这种新的涂料看起来更像是皮肤的复制品。这种涂料中含有两种特别的成分：一种分子呈环状的烷类和一种叫做壳聚糖的大分子糖类。当涂层被划伤时，烷类分子的环会被破坏，呈现出化学活性；而阳光中的紫外线将会打碎壳聚糖分子，让这两类分子相互吸引，从而闭合划痕。整个过程只需要有阳光就可以完成，所需时间完全依赖于日照时间和强度。在最好的情况下，只要半小时，被划伤的表面就可以光洁如新。
这种涂料并不会像人体皮肤组织细胞那样生长和分裂，因此是一次性的。如果下一次划痕还是出现在同样的位置，就没有办法恢复了。虽然有这样的不便，但是这种透明的涂料依然有着不错的前景。想想看，屏幕、手表、眼镜、鞋子、光盘，甚至相机的镜头，都可能使用这种涂料，让其在很长的一段时间内，一直光亮如新。
之所以这项研究受到关注，是因为它采用的是一种新思路。过去，人们对自愈材料的研究方向，大多集中在提供一个可以随时供应替代物的冗余系统上。去年，德国的汽车厂商给一款跑车安装了自愈轮胎，采用的就是这种原理。轮胎的内壁涂了一层微小的胶囊，里面充满密封剂——就像快干胶水那样的东西。当轮胎被扎漏的时候，胶囊破裂，密封剂涌入裂缝，并且快速黏合。
这种原理也被用在飞机和航空器上。英国布里斯托大学的材料学家制造出一种可以用于飞机的复合材料，使用了玻璃纤维管、树脂和硬化剂。当出现破裂时，和德国跑车的轮胎一样，玻璃纤维管破裂，树脂被挤到裂隙中，硬化剂帮助其快速硬化。这种材料能够恢复原有材料80%以上的强度，足以将一场空中意外消弭于无形之中。可以说，这种自愈材料的原理已经比较成熟，商业化只是迟早的事了。
不光是轮胎和飞机的外壳，最近的一些研究结果让电路也开始有了类似的功能。加州理工学院试图开发出使用寿命更长的芯片，这种芯片当探测到某个晶体管坏掉的时候，会马上控制电流改道——整个过程会在千分之一秒内完成。伊利诺斯大学香槟分校的研究者最近开发出了一种微型胶囊——没错，又是微型胶囊，不过里面装的是导电的纳米管。当电子设备遭到碰撞时，胶囊会破裂，纳米管将会附着在电路上。如果电路因为碰撞而断开的话，纳米管会把它们重新连接起来，重新导通电流。
这些研究者认为，这种微型胶囊可以用在任何电子设备中，特别是现在广泛使用的锂电池中。这无疑是个好消息，因为锂电池具有高能量密度，爆炸起来几乎可以顶上一颗小型炸弹。虽然我们现在用的锂电池有由控制芯片和场效应管组成的保护装置，有些高级电池还有单独的保险丝，但是在这些基础上再多加上一道保险，总不会是什么坏事。
现在我们可以制造出这样的东西，但是距离可以永久使用的机械或者电气产品还是有很长的距离，也许还需要很多年。在那天来临之前，我们依然需要继续心惊胆战，继续频繁备份，继续为汽车上的划痕痛心不已。目前，我们恐怕只能如此。
