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

Император Александр I и старец Фёдор Кузьмич: тайна, которую не удалось разгадать

Почему императора Александра I связывают с загадочным сибирским старцем? Документы, историческое расследование и легенда, которую не удалось доказать.

Обзор Greenworks DD560: проверяю его там, где обычному шуруповерту уже тяжело

Greenworks DD560 — компактная аккумуляторная дрель-шуруповерт с бесщеточным двигателем, крутящим моментом до 60 Нм и системой Anti-kickback. Модель рассчитана на сверление, работу с...

Почему новые телевизоры не показывают два канала одновременно и при чем тут форма экрана

Почему на новых телевизорах пропало разделение экрана пополам? Объясняю, как геометрия и защита контента поставили крест на любимой функции старых плазм.

Шпиль внутри небоскрёба: как вершину Chrysler Building подняли из самого здания

Осенью 1929 года прохожий, смотревший на строящийся Chrysler Building с Лексингтон-авеню, мог решить, что его высота уже почти понятна. Стальной каркас поднялся над Манхэттеном, ступенчатая корона...

Зачем на пульте телевизора четыре цветные кнопки и почему они часто ничего не делают

На телевизионном пульте почти всё понятно без инструкции. Цифры переключают каналы, качелька меняет громкость, кнопка с домиком открывает главное меню. Но рядом встречается загадочная четвёрка:...

Крок-месье: как горячий бутерброд с ветчиной и сыром стал классикой парижских кафе

Крок-месье не похож на блюдо, которому нужна легенда. Два ломтика хлеба, ветчина, сыр, жар — конструкция почти вызывающе проста. Но именно такие вещи иногда лучше всего приживаются в...