摘要：你没看错，美国德州农工大学和塔尔萨大学发现了一种名为ATSP（芳香族热固性共聚酯）的“金刚狼”材料的自愈温度，把它与高强度碳纤维结合，就能得到一种强度比钢高好几倍、重量却比铝还轻的材料！这项研究发表在《大分子》和《复合材料杂志》上。

你没看错，美国德州农工大学和塔尔萨大学发现了一种名为ATSP（芳香族热固性共聚酯）的“金刚狼”材料的自愈温度，把它与高强度碳纤维结合，就能得到一种强度比钢高好几倍、重量却比铝还轻的材料！这项研究发表在《大分子》和《复合材料杂志》上。

◆ 01 材料界的天选之子，也曾让人头疼

我们都梦想有一种万能材料：手机摔不碎，汽车刮不花，飞机零件永远不会有金属疲劳。就像电影里金刚狼的艾德曼合金一样，坚不可摧，还能自我修复。

科学家们一直在努力。他们早就开发出了ATSP这种神奇的聚合物。它集两种传统塑料的优点于一身：既有热固性塑料的稳定坚固，又有热塑性塑料的灵活可塑。当它与碳纤维结合时，强度比钢铁高好几倍，重量却比铝还轻。

简直完美，对吗？但有个问题一直困扰着大家。

我们知道，这种材料的“自愈”能力，来源于其内部的分子键可以像乐高积木一样拆开重组。这个过程需要一个特定的“激活温度”，科学家称之为拓扑冻结温度 (Tv)。传统观念认为，这个温度应该很高，至少要接近材料开始变软的玻璃化转变温度 (Tg)。

然而，用老方法去测ATSP的Tv，结果却离谱到算出-254℃！这显然不科学。

面对这块不按套路出牌的神奇材料，科学家们也曾一度挠头。

◆ 02 柳暗花明，一把“钥匙”打开新世界

常规的路走不通，研究团队放弃了传统的“应力松弛”测试法，独创了一种叫做“循环蠕变研究”的新方法。

这是什么意思呢？简单来说，就像给材料做“体能测试”。他们不再是给材料一个恒定的力看它如何放松，而是反复地拉伸、放松、再拉伸，像弹簧一样，同时精密地监测它在不同温度下的“残余形变”——也就是每次折腾后，材料有没有被永久拉长一点点。

就在这个过程中，他们发现了“天机”！

当温度爬升到150℃ - 160℃这个区间时，材料的残余形变率突然出现了一个明显的转折点！这意味着，材料内部的分子“小手”们开始活跃起来，悄悄地进行着断裂和重组，把被外力搞乱的结构重新“熨平”。

而此时，材料的玻璃化转变温度Tg还远在200℃以上。

这意味着，ATSP根本不需要熔化自己，就能在保持坚硬的同时，完成一场精准的分子级外科手术。

◆ 03 是骡子是马，拉出来遛遛！

找到了理论上的“自愈温度”，就必须用最残酷的实验来验证，研究人员进行了一场堪称“材料界铁人三项”的魔鬼测试。

普通样品：在高达极限强度85%的反复弯折下，它苦苦支撑了164个回合，最终“壮烈牺牲”。

ATSP：同样遭受残酷的弯折，但每隔50个回合，它就被请去160℃的“理疗室”里享受3小时的SPA。

结果让所有人惊掉下巴：

ATSP轻松挺过了500个回合，毫发无伤！疲劳寿命直接暴涨了300%还多。

更夸张的是，在经历了500轮“摧残+修复”的循环后，科学家们对它进行了最后一次强度测试，它的最终实力，竟然达到了全新材料最低标准强度的108%！

这已经不是简单的修复了，这是在一次次摧残中实现了涅槃重生，比原来更强！

这意味着科学家们终于找到了让ATSP真正自愈的温度，可以在实际应用中让它自我修复了！

◆ 04 未来将被它如何改变？

这项由美国空军科研办公室（AFOSR）资助的研究，绝不只是发一篇论文那么简单。它描绘的未来，可能已触手可及：

航空航天：未来的飞机外壳有了细微损伤，不用停飞检修，机翼在飞行中或在地面进行一次“热疗”，就能自动愈合，安全性和服役时间将大大提升。

汽车工业：你的爱车只是轻微碰撞导致了凹陷或划痕？开到4S店，用专门的加热设备“烤一烤”，车身便恢复如初。这不仅省钱，还能在碰撞中更好地保护乘客。

绿色环保：这种材料还可以被粉碎，重新加热塑造成全新的产品，并且性能几乎不衰减，是一种真正意义上的可持续先进材料，将大大减少塑料垃圾。

从一个令人费解的实验数据，到一个全新的测试方法，再到一个颠覆性的实验验证，科学的魅力就在于此——勇敢地质疑，大胆地创新，严谨地求证。

参考文献：

Vaught, L. O., Naraghi, M., Meyer, J. L., & Polycarpou, A. A. (2025). Shape Memory and Fatigue Reversal in a Covalent Adaptive Network Polymer below Glass Transition Temperature. Macromolecules, 58(15), 3916–3923.

Elayyan, Z. (2025, August 11). Breakthrough Smart Plastic: Self-Healing, Shape-Shifting and Stronger Than Steel. Texas A&M University Division of Marketing and Communications.

来源：徐德文科学频道