自修复智能涂层：让航空航天涂层“自我疗伤”

涂层在使用过程中难免受到机械划伤、冲击或环境侵蚀而产生微裂纹。在航空航天领域，这些微小损伤若无法及时发现与修复，往往会在反复热循环和应力作用下逐步扩展，最终导致涂层剥落和基体腐蚀，严重威胁装备的使用寿命与安全性。自修复智能涂层的出现，赋予了涂层材料“主动察觉损伤并自主愈合”的非凡能力，被誉为涂层防护领域的一场革命。

聚脲自修复涂层是这一方向的重要代表，它通过将自修复机制引入高韧性聚脲体系，实现了涂层损伤的智能感知与主动修复。聚脲弹性体是由异氰酸酯与有机胺反应生成的聚合物材料，具有高度耐化学腐蚀、高耐磨、优异的力学性能以及自修复等多重优点，还具备污染小、毒性小等环保特性，已被工信部《重点新材料首批次应用示范指导目录（2024年版）》列为先进材料。

由西京学院郑楠教授团队研发的FPUS涂层在自修复性能方面尤为亮眼，该涂层在室温下仅需15分钟即可完成对损伤的自我修复，拉伸强度达1.43 MPa，断裂伸长率达159.32%，更兼具超疏水功能——水接触角超过150°，即便经历100次摩擦后仍能维持144°的良好疏水性能，可在多种基材表面实现高效防护。

另一种创新策略将自报告与自愈合功能有机融合——当涂层受到机械损伤时，会同时产生颜色变化和荧光信号以指示损伤位置，随后借助形状记忆效应实现裂纹的自主闭合与修复，这对于在庞大而复杂的航空航天装备涂层上快速定位损伤、及时评估修复效果具有重要意义。自修复智能涂层的发展，正在使航空航天装备涂层从被动消耗品转变为具有自维护能力的智能防护体系。