Ученые из Университета штата Северная Каролина создали композитный самовосстанавливающийся материал, который прочнее современных армированных волокнами полимеров, используемых в крыльях самолетов, лопатках турбин и космических аппаратах. Материал выдерживает более 1000 циклов разрушения и восстановления и может служить столетиями, тогда как обычные композиты рассчитаны на десятки лет. Публикация о технологии вышла в профильном научном журнале.
Сначала на армирующие волокна методом 3D-печати наносят термопластичный агент, который создает полимерный слой и делает материал в 2−4 раза более устойчивым к расслоению. Затем в композит встроены тонкие углеродные слои, которые нагреваются при электрическом токе. Тепло расплавляет агент, и он заполняет трещины, что восстанавливает сцепление между слоями.
Межслойное расслоение композитов остается проблемой с 1930-х годов. Новый метод позволяет материалу многократно возвращать исходную прочность. В лаборатории исследователи имитировали повреждения длиной 50 мм и повторяли процесс 1000 раз за 40 дней, чтобы замерить сопротивление расслоению после каждого восстановления. Материал показал прочность выше стандартных композитов и оставался эффективным после сотен циклов.
В реальных условиях восстановление запускается после ударов, града, столкновений с птицами или во время планового обслуживания. Моделирование показало, что при ежеквартальном восстановлении материал способен прослужить 125 лет, при ежегодном — до 500 лет. Это критично для конструкций, где ремонт сложен или невозможен, включая самолеты, ветряные турбины и космические аппараты.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что создан композит для гибкой и перерабатываемой электроники.
