Прорив у науці: інженери створили матеріал, що самовідновлюється понад 1000 разів
Новий композит може значно продовжити термін служби літаків, турбін і авто.
Американські інженери розробили новий волокнистий композит, здатний самостійно відновлювати внутрішні пошкодження більш ніж 1000 разів. Технологія може радикально змінити термін служби літаків, автомобілів, вітрових турбін і навіть космічної техніки, повідомляє National Academy of Sciences.
Йдеться про матеріал, який у лабораторних умовах неодноразово усував руйнування типу розшарування – одну з головних проблем сучасних композитів. Дослідники припускають, що така технологія може збільшити термін служби конструкцій із кількох десятиліть до сотень років.
Прорив “втоми матеріалів”
Сучасні волокнисті полімерні композити широко використовуються в авіації, автоіндустрії та енергетиці завдяки своїй міцності та легкості. Водночас вони мають слабке місце – розшарування шарів, що поступово руйнує структуру.
Професор Джейсон Патрік зазначає, що ця проблема відома ще з 1930-х років, а типовий строк служби таких матеріалів становить 15–40 років.
Як працює самовідновлення
Новий композит виглядає як звичайний матеріал, але всередині має спеціальний “самолікувальний” шар, нанесений за допомогою 3D-друку. Він виготовлений із термопластичного полімеру EMAA, який здатен “запечатувати” тріщини при нагріванні.
Додатково матеріал містить тонкі вуглецеві нагрівальні шари. Коли через них проходить електричний струм, вони розігрівають структуру та активують процес відновлення – внутрішні тріщини буквально “зварюються” зсередини.
1000 циклів без зупинки
У випробуваннях матеріал пройшов 1000 циклів пошкодження та відновлення за 40 днів безперервної роботи. Дослідники заявляють, що навіть після сотень циклів міцність знижується дуже повільно.
За оцінками авторів, за умови регулярного обслуговування матеріал може залишатися функціональним від 125 до 500 років.
Найбільший ефект технологія може мати у відновлюваній енергетиці. Лопаті вітрових турбін, які зараз часто замінюють через пошкодження, зможуть служити значно довше, зменшуючи кількість відходів.
Також матеріал може застосовуватися в авіації, автомобілебудуванні та космічних апаратах, де ремонт або заміна деталей є надзвичайно дорогими.
Попри успіхи, технологія ще потребує перевірки в реальних умовах – зокрема при впливі вологи, температурних перепадів та механічних ударів.
Розробка вже запатентована та комерціалізується через стартап Structeryx Inc., що свідчить про готовність до масштабного впровадження.
Інші новини науки
Як повідомляв УНІАН, нове дослідження показує, що накопичення золота глибоко під острівними дугами відбувається в результаті багаторазового високотемпературного плавлення обводненої мантії, а не в ході одноразового процесу. Далеко під океанським дном працює “золота кухня” Землі.
Вулканічні острівні дуги формуються над зонами субдукції, де одна океанічна плита занурюється під іншу, і ці регіони часто надзвичайно багаті на золото. Вчені довго сперечалися про причини цього явища.