Исследователи из Института материаловедения IMDEA в Испании создали многофункциональный композитный материал на основе кевлара. Новинка сочетает высокую прочность с «умными» функциями. Она умеет измерять деформацию конструкции, защищать от электромагнитных помех и предотвращать обледенение. Разработка открывает перспективы для аэрокосмической отрасли, транспорта и энергетики.
Традиционные композиты с армированными волокнами ценятся за отличное соотношение прочности и веса, но выполняют лишь конструктивную роль. Чтобы добавить им дополнительные возможности — например, мониторинг состояния или терморегуляцию, — приходится устанавливать внешние устройства, но это утяжеляет конструкцию и усложняет ее.
Специалисты разработали стратегию создания лазерно-индуцированного графена непосредственно на поверхности кевларовых тканей посредством лазерного фототермического преобразования. Затем модифицированный кевлар интегрировали в эпоксидный ламинат на основе базальтового волокна и биоматериалов с помощью вакуумной инфузии — технологии, подходящей для промышленного масштаба. Полученный материал сохранил структурную целостность и приобрел новые свойства. Он способен отслеживать деформацию благодаря пьезорезистивному эффекту (явление, при котором электрическое сопротивление материала меняется под воздействием деформации). Кроме того, композит демонстрирует джоулев нагрев: при низком напряжении он разогревается до температуры выше 50 °C и удаляет наледь даже при −40 °C всего за пять минут.
Сейчас команда фокусируется на преодолении ряда технических сложностей: контроле толщины слоя при инфузии смолы, повышении стабильности электрических контактов при механических нагрузках и предотвращении термических разрушений в эпоксидной матрице. В перспективе материал может найти применение в корпусах аккумуляторов электромобилей, ветряных турбинах и других системах.
Ранее Наука Mail рассказывала, что новый материал для связи 6G могут получить из шелка.
