Инженеры разработали материал, способный самовосстанавливаться более 1000 раз, что обещает продлить срок службы компонентов автомобиля

Команда американских инженеров разработала самовосстанавливающийся волокнистый композит, способный устранять внутренние дефекты более 1000 раз. Этот прорыв, возглавляемый исследователями из Университета штата Северная Каролина, может значительно продлить срок службы критически важной инфраструктуры, от автомобильных компонентов до самолетов и лопастей ветряных турбин. Решая давнюю проблему расслоения — процесса, при котором внутренние слои материала начинают разделяться, — команда стремится сместить акцент промышленности с замены деталей на долгосрочное обслуживание, сообщает Ecoticias.

Традиционные полимерные композиты, армированные волокном, ценятся за легкий вес и прочность, но склонны к внутреннему растрескиванию, что нарушает структурную целостность. Джейсон Патрик, профессор гражданского и экологического строительства и автор исследования, отметил сохранение этого недостатка. Расслоение стало проблемой для композитов FRP с 1930-х годов, сказал Патрик, отметив, что стандартные версии обычно служат всего от 15 до 40 лет.

В новом материале используется термопластичный ремонтный агент, напечатанный на 3D-принтере, под названием EMAA, который наносится слоями между композитными ламинатами. Эта конструкция служит двойной цели: она с самого начала делает материал в четыре раза более устойчивым к растрескиванию и обеспечивает сырье для ремонта. При обнаружении повреждения встроенные нагреватели на основе углерода используют электрический ток, чтобы расплавить ЭМАА, позволяя ему проникнуть в микротрещины и снова прикрепить структуру внутри.

За 40 дней непрерывных испытаний команда выполнила 1000 циклов разрыва и ремонта. Хотя прочность материала со временем немного снизилась, исследователи подсчитали, что при регулярном обслуживании компоненты могут оставаться работоспособными от 125 до 500 лет. Такое долголетие имеет серьезные последствия для окружающей среды, особенно в секторе возобновляемых источников энергии. Поскольку ожидается, что к 2050 году объем отходов ветровых лопастей в США достигнет 2,2 миллиона тонн, продление срока службы этих трудно поддающихся вторичной переработке деталей может значительно сократить промышленные отходы.

В настоящее время технология ориентирована на коммерческое применение через стартап Structeryx Inc. Хотя реальные переменные, такие как экстремальные погодные условия и сертификаты безопасности, остаются препятствиями, потенциал «термического ремонта» предполагает будущее, в котором автомобили, на которые мы полагаемся, будут служить веками, а не десятилетиями.

Вас также может заинтересовать: Химики из Кембриджа превращают кислоту из автомобильных аккумуляторов и трудно поддающийся переработке пластик в чистый водород