材料内部损坏的发展情况，很难看到，直至材料发生断裂或失效。然而，人类科技的创新，解决了这一难题。据外媒 Materials Performance 最新报道，美国研究人员开发出一种新型聚合物损坏显示系统，该系统可自动指示出材料出现裂纹、划损或存在应力的区域，使工程师在问题更加严重之前就提出问题成为了可能。

    这一研究成果是由美国伊利诺伊大学先进科学技术贝克曼研究所材料科学与工程教授 Nancy Sottos 和航空航天工程教授 Scott White 共同带领研究团队完成的，其 论 文“Autonomous Indication of Mechanical Damagein Polymeric Coatings” 于 2016 年 1 月 11 日 发 表 在Advanced Materials 期刊上。他们指出，早期预警系统是很有用的，尤其是对于石油管道、航天航空运输和汽车等方面的应用来说，在这些应用领域中一个部件的失效将会带来巨大损失，且难以修复。

    Nancy Sottos 教授说：“聚合物容易出现小裂纹形式的损坏，且通常不易发现。即使是小规模的裂纹损坏，也会严重影响聚合物材料的完整性和功能。我们开发出一种很简单却又很精妙的材料，可以自动显示材料的机械损坏。”

    研究人员在环氧树脂中嵌入含 pH 敏感染料的微型胶囊，如果聚合物出现裂纹或受到划损、应力或出现断裂，这微型胶囊就会裂开，染料与环氧树脂反应，因此而导致的变色是很显眼的，淡黄色变为亮红色，整个过程不需要添加任何化学品或催化剂。

    裂纹或划损越深，微型胶囊裂开得越多，颜色也就越深。 这种方法可以用于评估材料损坏的程度。 尽管如此，仅仅 10 微米的微型裂纹足可以引发变色反应，让使用者知道材料已经失去了一定程度的结构完整性。

    Scott White 教授说：“在重大腐蚀或其他问题出现之前发现材料损坏，使涂层下的结构和复合材料更具安全性和可靠性。”

    研究人员已证实，这一材料损坏显示系统可以很好地适用于多种聚合物材料，这些聚合物材料可以用于为不同的基底添加涂层，包括金属、聚合物和玻璃等基底。他们还发现，这一材料损坏显示系统具有长期稳定性，不会出现微型胶囊泄露导致的误报，也不会褪色。

    除了可以避免不可预见且代价高昂的失效，微型胶囊系统还具有另一个经济优势，就是价格低廉。NancySottos 教授说：“聚合物仅需要 5% 的微型胶囊来展现其优秀的材料损坏显示能力，所以说，这种自我报告能力的获取还是很划算的。”

    目前，这一研究团队正在进一步开发该系统在其他方面应用的可能，如将它用于纤维增强复合材料，或是将它与该团队之前在做的自愈系统进行整合等等。

    Nancy Sottos 教授说：“我们设想这种自我报告能力可以同其他功能如自愈和腐蚀防护功能等进行无缝对接，就可以既用于报告材料损坏，也可对损坏进行修复。这项工作正在进行中，已有二次迹象显示裂纹愈合。”