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新材料可感知損傷并自主修復(fù)

常麗君

①美國科幻大片《終結(jié)者》中有這樣的畫面：外表酷似人類的機(jī)器人暗殺者，在覺察到自身被損傷后，能迅速修復(fù)破損的組織結(jié)構(gòu)。其實(shí)，這樣的事情在現(xiàn)實(shí)中也并非遙不可及。據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)12月7日報(bào)道，美國亞利桑那大學(xué)科學(xué)家正在組織康復(fù)監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)最新進(jìn)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(fù)特征，利用這一點(diǎn)可設(shè)計(jì)現(xiàn)代材料系統(tǒng)，并開發(fā)出自適應(yīng)結(jié)構(gòu)材料，通過自動調(diào)控來阻止損傷過程，并修復(fù)損傷區(qū)域。

③最近，亞利桑那大學(xué)機(jī)械、航空和化學(xué)學(xué)院材料工程師亨利?蘇達(dá)諾和同事在《應(yīng)用物理學(xué)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(qiáng)復(fù)合材料中的斷裂，而且能修復(fù)它。他們的研究旨在開發(fā)“自適應(yīng)結(jié)構(gòu)”，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(jié)合嵌入式光導(dǎo)纖維網(wǎng)絡(luò)，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(qiáng)修復(fù)功能，一束紅外激光經(jīng)光導(dǎo)纖維系統(tǒng)傳播使材料局部變熱，即可激發(fā)增強(qiáng)修復(fù)機(jī)制。

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

�。ㄕ�自2010年12月9日《科技日報(bào)》，選文有改動）

1.文章開頭引述電影畫面的內(nèi)容有什么作用？

2.用簡練的語言概括第④自然段的主要內(nèi)容。

3.文章第⑤自然段使用了哪種說明方法？試分析其表達(dá)作用。

4.請發(fā)揮你的想象，這種可感知損傷并自主修復(fù)的新型材料可應(yīng)用在哪些領(lǐng)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(nèi)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(fù)原理。

3.本段主要通過數(shù)字進(jìn)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(fù)能力之強(qiáng)。（意思對即可）

4.示例：我認(rèn)為，此項(xiàng)發(fā)明可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中的各個方面上。如機(jī)械內(nèi)部的齒輪，由于長期運(yùn)轉(zhuǎn)，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(fù)的新材料，可以有效地延長機(jī)械的使用壽命。

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