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新材料可感知損傷并自主修復

常麗君

①美國科幻大片《終結者》中有這樣的畫面：外表酷似人類的機器人暗殺者，在覺察到自身被損傷后，能迅速修復破損的組織結構。其實，這樣的事情在現(xiàn)實中也并非遙不可及。據(jù)美國物理學家組織網12月7日報道，美國亞利桑那大學科學家正在組織康復監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)最新進展來看，人們有很多辦法來檢查組織系統(tǒng)中的損傷。

②生物系統(tǒng)顯出許多高等的感知與修復特征，利用這一點可設計現(xiàn)代材料系統(tǒng)，并開發(fā)出自適應結構材料，通過自動調控來阻止損傷過程，并修復損傷區(qū)域。

③最近，亞利桑那大學機械、航空和化學學院材料工程師亨利?蘇達諾和同事在《應用物理學雜志》上發(fā)表文章指出，他們研制出一種材料，不僅能感知組織材料中的損傷，比如纖維增強復合材料中的斷裂，而且能修復它。他們的研究旨在開發(fā)“自適應結構”，模擬生物系統(tǒng)的能力，如骨骼去感知損傷的情況，遏制損傷發(fā)展并自我再生。

④研究人員使用“形狀一記憶”高分子材料，并結合嵌入式光導纖維網絡，研制出了這一新奇的自主材料。該材料具備損傷探測傳感和熱刺激傳遞系統(tǒng)的功能。通過模擬人類骨骼的高等感知能力和增強修復功能，一束紅外激光經光導纖維系統(tǒng)傳播使材料局部變熱，即可激發(fā)增強修復機制。

⑤該材料系統(tǒng)可將樣本的強韌度提高11倍。增強樣本一旦發(fā)生斷裂，能通過形狀記憶自動愈合，強韌度能恢復到原來的96%，這是前所未有的程度。

　（摘自2010年12月9日《科技日報》，選文有改動）

1.文章開頭引述電影畫面的內容有什么作用？

2.用簡練的語言概括第④自然段的主要內容。

3.文章第⑤自然段使用了哪種說明方法？試分析其表達作用。

4.請發(fā)揮你的想象，這種可感知損傷并自主修復的新型材料可應用在哪些領域？請舉例說明。

參考答案：

1.通過大家所熟悉的電影畫面，生動形象地引出本文的說明內容，激發(fā)讀者的閱讀興趣。

2.新型自主材料的研制過程以及感知與修復原理。

3.本段主要通過數(shù)字進行說明。兩個數(shù)字分別寫出了新型材料系統(tǒng)的韌度之高以修復能力之強。（意思對即可）

4.示例：我認為，此項發(fā)明可廣泛應用于生產生活中的各個方面上。如機械內部的齒輪，由于長期運轉，發(fā)生磨損的頻率較高。如果使用這種能夠感知損傷并自主修復的新材料，可以有效地延長機械的使用壽命。

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