Défis et Opportunités des Polymères et Dispositifs Auto-Réparateurs pour Environnements Extrêmes et Hostiles

Les matériaux et dispositifs d'ingénierie peuvent être endommagés au cours de leur durée de vie en raison de la fatigue mécanique, des perforations, des défaillances électriques et de la corrosion électrochimique. Ces dommages peuvent entraîner des défaillances inattendues pendant l'opération, ce qui nécessite une inspection, une réparation et un remplacement réguliers des produits, entraînant une consommation d'énergie et des coûts supplémentaires. Lors de l'exploitation dans des environnements difficiles, extrêmes ou hostiles, tels que ceux rencontrés dans des conditions de haute ou basse température, nucléaires, offshore, spatiales et de minage en profondeur, la robustesse et la stabilité des matériaux et dispositifs sont extrêmement importantes. Au cours des dernières décennies, des efforts significatifs ont été investis pour améliorer la robustesse et la stabilité des matériaux grâce à la conception structurelle, l'introduction d'une nouvelle chimie ou l'amélioration des processus de fabrication. Inspirée par des systèmes naturels, la création de matériaux auto-réparateurs a le potentiel de surmonter ces défis et de fournir une voie pour atteindre une réparation dynamique en service. La recherche actuelle sur les polymères auto-réparateurs en est encore à ses débuts, et le comportement auto-réparateur dans des conditions difficiles et extrêmes est un domaine de recherche particulièrement inexploré. Ici, les mécanismes et la performance d'auto-réparation des matériaux dans une variété d'environnements hostiles sont discutés. Un aperçu des dispositifs basés sur des polymères développés pour une gamme d'environnements difficiles est fourni, ainsi que des domaines pour les recherches futures.