维度网讯，美国罗文大学的研究团队开发出一种聚合物冷喷涂修复复合材料损伤的方法，据称该技术比航空航天、汽车、基础设施、海洋和能源等行业使用的传统修复方法更快、更有效。这项研究成果发表在《热喷涂技术杂志》上，由罗文大学主导的多学科团队开展，针对玻璃纤维增强聚合物（GFRP）复合材料在冲击损伤后的强度恢复问题。

复合材料在受到冲击时容易出现内部损伤，合著者、亨利·M·罗文工程学院机械工程副教授Francis Haas博士将这一过程比作拉链效应：“一根纤维断裂，然后另一根纤维断裂。剩下的纤维必须承担所有载荷。如果遇到一阵大风或其他外力，它们可能会灾难性地崩开。”为解决这一问题，团队探索了冷喷涂修复方法。该工艺将精细聚合物粉末沉积到损坏表面，无需高温，已在制造业中广泛使用，但将其应用于现场修复受损复合材料一直面临挑战。

罗文大学的研究人员开发出一种特定的冷喷涂应用方法，其原理类似于补牙，能够恢复材料损失的大部分机械强度。测试结果显示，在浅层损伤情况下，该方法可恢复高达80%的材料原始强度；在最严重的损伤情况下，可恢复约40%的强度。在所有测试条件下，该冷喷涂方法在效果和速度上均优于传统的树脂基修复方法。传统修复可能需要长达48小时的固化时间，而冷喷涂过程大约只需30分钟，这使得该方法对快速现场修复尤其有吸引力。

研究还表明材料选择至关重要。一种采用短切玻璃纤维增强的环氧基粉末始终提供最强的修复效果，不仅改善了力学性能的恢复，还增强了修复材料承受额外冲击的能力。

这项研究由罗文大学亨利·M·罗文工程学院的Behrad Koohbor、Haas和Joseph F. Stanzione III共同领导，机械工程系、化学工程系以及先进材料与制造研究所的学生做出了重要贡献。项目还包括与美国陆军研究实验室的Isaac Nault和Tristan Bacha的合作，汇聚了学术与联邦研究机构的专业力量，共同应对材料耐久性和修复方面的挑战。

该技术的潜在应用领域涵盖风力涡轮机叶片、管道、飞机结构以及复合车辆部件等，凡是使用轻质复合材料并可能遭受磨损或冲击损伤的部位均可受益。