مواد خودترمیم
مواد خود ترمیم شونده و مکانیزم‌های ترمیم خود به خودی > پلیمرهای خود اصلاح شونده

در حال حاضر، در حوزه مواد خود اصلاح شونده، پلیمرها مهمترین کاربرد را دارند. علت این امر ناشی از سهولت عملکرد و اصلاح سیستم‌های پلیمری و امکان القای تحریک ترمیم در دماهای کمتر است. در این دسته از مواد، ترمیم خود به خودی برونی به کمک عامل‌های ترمیم مایع صورت می‌گیرد. به این ترتیب که پس از ایجاد آسیب مکانیکی در نمونه، میکرو کپسول‌های پرشده با یک مونومر، محتویات خود را در محل ترک آزاد می‌سازند؛ سپس مونومرها در داخل صفحهٔ ترک با کمک یک کاتالیزور به پلیمر تبدیل می‌شود و اتصال مجدد صفحات ترک به یکدیگر صورت می‌گیرد. اما مشکل این است که بازیابی عملکرد در نمونه فقط یکبار امکان‌پذیر است. به همین دلیل استفاده از سایر عامل‌های ترمیم، مثل حلال‌های خالص (کلروبنزن) و نیز ترکیبی از مونومرهای واکنش‌پذیر روغن تخم برزک ایزوسیانات پلی دی متیل سیلوکسان و پلی دی اتیل سیلوکسان یا رزین‌های اپوکسی مورد مطالعه قرارگرفته اند.
شکل ۴ مفهوم خود اصلاح کنندگی را توضیح می‌دهد. اصلاح شدن با قرار دادن یک عامل اصلاح کنندهٔ میکرو کپسول شده و یک محرک شیمیایی کاتالیزوری در داخل یک زمینه اپوکسی انجام می‌شود. ترک ایجادشده میکرو کپسول‌ها را پاره می‌کند. درنتیجه عامل اصلاح کننده با اثر مویینگی، در صفحه ترک آزاد می‌شود. پلیمر سازی عامل اصلاح کننده با تماس با کاتالیزور تعبیه شده شروع می‌شود و بین صفحات ترک، پیوند و اتصال برقرار می‌کند. آسیب ایجادشده که باعث راه اندازی این مکانیزم می‌شود، اصلاح خودکار محل تعیین شده را میسر می‌سازد.
امروزه سیستم‌های میکرو کپسول نیمه تجاری برای روکش‌های پلیمری و پلیمرهای حجیم در دسترس قرار دارد. عامل ترمیم می‌تواند در داخل فیبرهای توخالی (الیاف شیشه) قرار داده شود که درنتیجه امکان انتقال عامل با محدودهٔ گسترده‌ای فراهم می‌شود. مطالعات اخیر نشان داده‌است که کپسولهای کروی یا فیبرهای استوانه ای برای دست یافتن به بازدهی بالا، در فرایند ترمیم سودمند است. ترمیم خود به خودی درونی در اکثر موارد نیازمند یک محرک خارجی هدفمند (مخصوصاً حرارت) است. اما سایر محرک‌ها نیز برای ترمیم پلیمرها به کار می‌روند. لازم است ذکر شود که در کنار محرک‌های مکانیکی شناخته شده، محرک‌های الکتریکی، الکترومغناطیسی، مغناطیسی، بالیستیک و نوری نیز وجود دارند. در ساده‌ترین مورد، ترمیم خود به خودی درونی با برهم کنش‌های فیزیکی حاصل می‌شود. به عنوان مثال حرارت دادن به پلیمرها، باعث شکل‌گیری جدید زنجیره‌ها شده و منجر به بسته شدن ترک می‌شود. برای آسیبی که شامل ایجاد شکاف در زنجیره‌های پلیمری است، ترمیم خود به خودی با تشکیل پیوندهای شیمیایی جدید حاصل می‌شود، ً مثلاً پلی کربنات‌ها دارای گروه‌های انتهایی برای واکنش است، برای شبکه سازی حرارتی بازگشت‌پذیر با واکنش‌های دیلز آلدر" و افزودنی‌های مایکل است اما عموما دماهای بالاتری (بالاتر از ۱۰۰درجهٔ سانتیگراد) برای فرآیند ترمیم خود به خودی مورد نیاز است. پلیمرهای ساختاری دینامیکی (دینامرها) که شامل اجزای مونومری که با اتصالات بازگشت پذیر به هم وصل می‌شود، دینامرها پتانسیل جالب توجهی را برای مواد خود اصلاح شونده) مثلا در شبکه‌های پلیمری) نمایان ساخت که در حال حاضر در دست بررسی است.
در مقایسه با پیوندهای کووالانسی، برهم کنش‌های ضعیف تری همچون پیوند هیدروژنی نیز در فرایند ترمیم مواد خود اصلاح شوندهٔ درونی مورد توجه قرارگرفته است. اخیراً لیبلر و همکارانش پلیمر خود اصلاح شونده با ترمیم خود به خودی درونی شامل یک الیگومری، الاستومر ترموپلاستیک حاوی اسیدهای چرب و دی اتیلن آمین عامل دار شده با اوره را گزارش کرده‌اند در حین رخداد یک آسیب، ً عمدتاً پیوندهای هیدروژنی از هم‌گسسته می‌شود ولی به دلیل بازگشت‌پذیر بودن، می‌تواند پس از تراکم، سطوح بریده شده را بازسازی نماید (شکل ۵) مکانیزم ترمیم توسط پیوندهای هیدروژنی با روکش‌های آکزونوبل به عنوان روکش‌های ترمیم کننده خود به خودی مستقل نیز مشاهده شده‌است که قادر به هموارسازی سطح، تحت تأثیر کمترین افزایش دما است.
علاوه بر پیوندهای هیدروژنی فوق، که عمدتاً از کمپلکس فلزی یا برهم کنش‌های فلز لیگاند است (مثل کمپلکس‌های فلز ترپیریدین) برهم کنش‌های یونی و برهمکنش‌های π-π نیز در ترمیم خود به خودی مواد، مورد توجه قرارگرفته اند. این پیوندها مشابه یک بست یا قلاب مولکولی عمل می‌کنند. به این صورت که با گسسته شدن پیوندهای شیمیایی (کووالانسی و غیر کووالانسی) در حین رخداد یک آسیب این پیوند قابلیت تشکیل مجدد رادارند.
زمینهٔ دیگر در حوزه مواد خود اصلاح شونده، مکانوشیمی است. تنش مکانیکی می‌تواند یک کاتالیزور را فعال کند و یک واکنش شیمیایی را القا نماید.