Американські інженери розробили новий волокнистий композит, здатний самостійно відновлювати внутрішні ушкодження понад 1000 разів. Технологія може радикально змінити термін служби літаків, автомобілів, вітрових турбін та навіть космічної техніки, повідомляє National Academy of Sciences.
Йдеться про матеріал, який у лабораторних умовах неодноразово усував руйнування на кшталт розшарування — одну з головних проблем сучасних композитів. Дослідники припускають, що така технологія може збільшити термін служби конструкцій із кількох десятиліть до сотень років.
Сучасні волокнисті полімерні композити широко використовуються в авіації, автоіндустрії та енергетиці завдяки своїй міцності та легкості. У той самий час вони мають слабке місце — розшарування верств, яке поступово руйнує структуру.
Професор Джейсон Патрік зазначає, що ця проблема відома ще з 1930-х років, а типовий термін служби таких матеріалів становить 15–40 років.
Новий композит виглядає як звичайний матеріал, але всередині має спеціальний «лікарський» шар, нанесений за допомогою 3D-друку. Він виготовлений із термопластичного полімеру EMAA, який здатний «запечатувати» тріщини під час нагрівання.
Крім того, матеріал містить тонкі вуглецеві нагрівальні шари. Коли через них проходить електричний струм, вони розігрівають структуру та активують процес відновлення – внутрішні тріщини буквально «зварюються» зсередини.
У випробуваннях матеріал пройшов 1000 циклів пошкодження та відновлення за 40 днів безперервної роботи. Дослідники заявляють, що 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.
Незважаючи на 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.
Нагадаємо, вчені створили матеріал, який може назавжди змінити цемент та бетон.
