Учёные создали композит с функцией многократного самовосстановления

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

В Университете штата Северная Каролина создан новый тип композитного материала, демонстрирующий способность к многократному самовосстановлению. Разработка, возглавленная доцентом Джейсоном Патриком, нацелена на устранение микротрещин и расслоений, что является распространенной проблемой для существующих конструкций.

Основой технологии является армированный волокнами полимер (АВП), широко используемый материал, известный своими механическими свойствами и низким весом. Основным недостатком АВП является расслоение, при котором слои материала начинают отделяться друг от друга, что приводит к сокращению срока службы. Традиционные АВП имеют срок службы от 15 до 40 лет, тогда как крупным инфраструктурным проектам и некоторым видам транспорта требуется эксплуатация в течение более длительных периодов, что влечёт за собой необходимость дорогостоящего ремонта.

Автор: freepik Источник: ru.freepik.com

Для решения этой проблемы исследователи применили двухэтапный подход. Сначала термопласт под названием EMAA был нанесён методом 3D-печати непосредственно на слои стеклопластика, что само по себе увеличило сопротивление исходного материала расслоению в 2-4 раза по сравнению с традиционными композитами. Вторым шагом стало встраивание углеродных нагревателей в другие слои материала. При подаче электрического тока эти нагреватели разогревают EMAA, который затем расплавляется, заполняет образовавшиеся трещины и сплавляет слои, эффективно восстанавливая структуру.

Испытания продемонстрировали высокую эффективность нового композита. В течение 40 дней образцы материала подвергались преднамеренному разрушению и последующему восстановлению более 1000 раз. В первые 500 циклов материал сохранял прочность, превосходящую прочность обычного композита. После 500 циклов наблюдалось незначительное снижение прочности, обусловленное накоплением остатков волокон в системе, однако общая эффективность оставалась значительно выше, чем у повреждённого традиционного композитного материала. Этот подход превосходит существующие одноразовые методы самовосстановления, основанные на микрокапсулах с жидким клеем, поскольку позволяет проводить ремонт в одном и том же месте многократно.

Автор: Jason Patrick, NC State University Источник: www.universetoday.com

Потенциальные области применения этой технологии включают космические аппараты и объекты в условиях незначительной атмосферы, такие как Луна или Марс, где микрометеориты могут вызывать микротрещины. Способность к самовосстановлению, требующая лишь электрической энергии, делает её перспективной для долгосрочных космических миссий. Ветряные турбины, которые также состоят преимущественно из стеклопластика и имеют срок службы около 20 лет, могут получить выгоду от нового материала, потенциально увеличивая срок службы до более чем 100 лет, что улучшит экономические показатели и решит проблемы утилизации отходов.

Для коммерциализации технологии доктор Патрик основал компанию Structeryx Inc., которая получила лицензию от университета. Компания планирует развивать партнёрские отношения для внедрения технологии в различные отрасли. Важно отметить, что, несмотря на преимущества, существуют потенциальные ограничения, такие как возможное увеличение веса материала и повышение стоимости производства, которые могут повлиять на его применимость в аэрокосмической отрасли или на экономическую целесообразность в других сферах. Для широкого внедрения технологии требуется дальнейшая разработка и испытания.

Источник: Universe Today

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему в ЗАГСе подпись ставит сначала невеста, а потом жених

Церемония государственной регистрации брака в органах ЗАГС всегда вызывает особые эмоции. Молодожёны стоят перед сотрудником, произносят слова согласия, обмениваются кольцами и в определённый...

Аккорд-201-стерео»: первый массовый стереоэлектрофон СССР за 57 рублей

Этого скромного труженика советского музыкального фронта можно было встретить чуть ли не везде. Он — непременный атрибут сельских клубов, школ, ДК и иных организаций. Этому...

Похудение и бюстгальтер: почему после минус нескольких килограммов чашка уходит раньше обхвата и старый бюстгальтер начинает «стоять домиком»

Похудение и бюстгальтер: почему чашка становится велика раньше пояса. Разбираю на мерках, ГОСТ 29097 и простой арифметике.

✦ ИИ  Бриллиант «Хоуп»: как ювелирная легенда превратилась в проклятие

Голубой бриллиант пережил королей, революцию и смену владельцев. Но действительно ли он проклят — или страшную легенду помогли создать пресса и ювелирный рынок?

✦ ИИ  Здоровый образ жизни: когда и для чего древние люди начали выращивать овощи?

На протяжении двухсот тысяч лет человек оставался частью дикой природы в самом буквальном смысле. Он брал то, что давали лес, степь и берег реки, и уходил, не оставляя за собой следов. Овощи, какие...