Американские ученые разработали из углеродного волокна материал, который не только восстанавливает повреждения, как кожа, но и принимает под воздействием тепла первоначальную форму. Вдобавок, он превосходит по прочности сталь. Новый перерабатываемый материал — усовершенствованный композит на основе углеродного волокна под названием «ароматический термореактивный сополиэстер» (ATSP) — может найти применение в оборонной, аэрокосмической и автомобильной промышленности.
«Что действительно интересно, так это то, что этот материал не только сверхпрочный, но и адаптивный, — сказал Мохаммед Нараги, глава лаборатории, в которой был создан композит. — От восстановления поврежденных самолетов до повышения безопасности пассажиров в транспортных средствах — эти свойства делают его невероятно ценным для будущих разработок в области материаловедения и дизайна».
Полимер ATSP — новый класс материалов, сочетающих в себе лучшие свойства традиционных пластмасс: эластичность термопластов и стабильность термореактивных материалов. Таким образом, в комбинации с прочными углеродными волокнами получается материал, который в несколько раз прочнее стали, но при этом легче алюминия. Благодаря обменным связям он простым нагревом убирает трещины и деформации, восстанавливая прочность, близкую к первоначальной, или даже улучшая ее.
Кроме того, материал, разработанный специалистами Техасского университета и Университета Талсы, пригоден для вторичной переработки и менее вреден для окружающей среды, чем традиционные пластмассы. Его химический состав остается стабильным даже после многочисленных циклов формования, а значит — отходов будет меньше.
В ходе испытаний исследователи нагрели композит до температуры 160 градусов Цельсия, чтобы запустить восстановление формы. Результаты показали, что образцы ATSP способны выдержать сотни циклов нагрузки и нагрева без разрушения, а в процессе восстановления стали более прочными.
В другом эксперименте они подвергли поврежденные образцы воздействию 280 градусов после стресс-теста. После двух полных циклов восстановления повреждений материал восстановил прочность практически полностью. К пятому циклу эффективность восстановления снизилась примерно до 80% из-за механической усталости, вызванной производственными дефектами. Химическая стабильность, однако, осталась неизменной.
Материал может найти применение в автомобиле- и самолетостроении, в оборонной промышленности.
Комментариев нет:
Отправить комментарий