Американские инженеры разработали новый волокнистый композит, способный самостоятельно восстанавливать внутренние повреждения более 1000 раз. Технология может радикально изменить срок службы самолетов, автомобилей, ветровых турбин и даже космической техники, сообщает National Academy of Sciences.
Речь идет о материале, который в лабораторных условиях неоднократно устранял разрушения типа расслоения — одну из главных проблем современных композитов. Исследователи предполагают, что такая технология может увеличить срок службы конструкций с нескольких десятилетий до сотен лет.
Современные волокнистые полимерные композиты широко используются в авиации, автоиндустрии и энергетике благодаря своей прочности и легкости. В то же время у них есть слабое место — расслоение слоев, которое постепенно разрушает структуру.
Профессор Джейсон Патрик отмечает, что эта проблема известна еще с 1930-х годов, а типичный срок службы таких материалов составляет 15–40 лет.
Новый композит выглядит как обычный материал, но внутри имеет специальный «самолечебный» слой, нанесенный с помощью 3D-печати. Он изготовлен из термопластичного полимера EMAA, который способен «запечатывать» трещины при нагревании.
Кроме того, материал содержит тонкие углеродные нагревательные слои. Когда через них проходит электрический ток, они разогревают структуру и активируют процесс восстановления — внутренние трещины буквально «свариваются» изнутри.
В испытаниях материал прошел 1000 циклов повреждения и восстановления за 40 дней непрерывной работы. Исследователи заявляют, что даже после сотен циклов прочность снижается очень медленно.
По оценкам авторов, при условии регулярного обслуживания материал может оставаться функциональным от 125 до 500 лет.
Наибольший эффект технология может иметь в возобновляемой энергетике. Лопасти ветровых турбин, которые сейчас часто заменяют из-за повреждений, смогут служить значительно дольше, уменьшая количество отходов.
Также материал может применяться в авиации, автомобилестроении и космических аппаратах, где ремонт или замена деталей чрезвычайно дороги.
Несмотря на успехи, технология еще требует проверки в реальных условиях — в частности, при воздействии влаги, температурных перепадов и механических ударов.
Разработка уже запатентована и коммерциализируется через стартап Structeryx Inc., что свидетельствует о готовности к масштабному внедрению.
Напомним, ученые создали материал, который может навсегда изменить цемент и бетон.
