陶瓷材料硬度高，耐高温又耐腐蚀，无论在日常生活还是工业过程都可见到陶瓷材料的活跃，但众所周知当承受机械应力时，它们就会变得很脆弱。但陶瓷还有一种很神奇的特性，德克萨斯农工大学团队最新一篇研究指出，一种 MAX 相陶瓷会在室温下出现以前未知的自愈机制。
由于陶瓷非常耐热，现实生活中陶瓷材料应用相当广泛，举凡材料工程、电子工程、化学工程、机械工程等皆可见，许多金属和聚合物胜任不了的地方都可考虑改用陶瓷，常见的陶瓷材料包括氧化铝、氧化锆、氮化硅、碳化硅陶瓷等。
然而陶瓷也有很明显的缺点，当置于机械应力下时便很容易开裂破碎，虽然之前已制造了一些可以自我修复裂缝的陶瓷种类，但通常需在高温环境中才能发生相关化学反应。
不过在德克萨斯农工大学团队的新研究中，研究人员发现碳化铬铝（chromium aluminum carbide）陶瓷可以在室温下减缓裂纹扩展，甚至能愈合。
这些陶瓷被称为 MAX 相，由交替的材料层组成，这种结构赋予它们神奇愈合能力，其背后机制也能在地质学中找到：当裂纹出现时，不同层之间会形成急折带（kink-band），当施加压力时，急折带中的晶体会旋转以阻止裂缝进一步延展。更有趣的是这些旋转晶体还能积极修复裂缝，停止施加压力后可能裂缝也已检测不到。
研究人员便在电子显微镜中观察到 MAX 相陶瓷材料内部形成类似急折带的结构，不仅阻止裂纹扩展，最重要的是能在室温环境下自愈裂痕。
团队雀跃表示，自修复陶瓷在喷射发动机、高超音速飞行器和核反应炉中将能发挥奇效，并且这种效果可能不限于 MAX 相，其他具有类似层状结构的材料或许也能应用。
新论文发表在《科学前缘》（Science Advances）期刊。
- Kinky class of ceramics self-heals cracks at room temperature
- Under Loading Ceramics Self-Heal Cracks By Forming Kink-Bands
（首图来源：pixabay）
