Inom materialvetenskapens värld ses styrka och seghet ofta som konkurrerande egenskaper. Material som är starka är vanligtvis spröda, medan de som är tuffa tenderar att vara svagare. Men ett team av forskare vid University of Pittsburgh Swanson School of Engineering har hittat ett sätt att kombinera dessa två egenskaper i en ny klass av självläkande material.

Teamet, ledd av biträdande professor i maskinteknik och materialvetenskap Abdon Pena-Francesch, utvecklade en ny typ av kompositmaterial som består av en stark, spröd matris och en mjuk, seg förstärkning. Armeringen består av små droppar av en vätska som är inkapslad i ett polymerskal. När materialet skadas går dropparna sönder och släpper ut vätskan, som sedan fyller ut sprickorna och läker skadan.

Forskarna fann att tillägget av den mjuka, sega förstärkningen avsevärt ökade materialets seghet utan att offra dess styrka. Faktum är att materialet var ännu starkare än den ursprungliga spröda matrisen. Det beror på att vätskedropparna fungerar som en offerfas som absorberar energi och förhindrar att sprickorna fortplantar sig.

Forskarna tror att denna nya klass av material kan ha ett brett spektrum av tillämpningar, till exempel vid konstruktion av broar, byggnader och flygplan.

"Dessa material kan potentiellt revolutionera hur vi designar och bygger strukturer," sa Pena-Francesch. "Genom att kombinera styrka och seghet kan vi skapa material som är mer motståndskraftiga mot skador och som kan hålla längre."

Forskningen publicerades i tidskriften Nature Materials.