Proveržis inžinerijos pasaulyje: sukurta medžiaga, kuri pati atsinaujina daugiau nei 1000 kartų

Ši technologija žada konstrukcijų ilgaamžiškumą pratęsti nuo kelių dešimtmečių iki kelių šimtų metų.

Proveržis „medžiagų nuovargio“ srityje

Iki šiol pagrindinė pluoštinių polimerų kompozitų silpnybė buvo sluoksnių atskyrimas (delaminacija).

Tai procesas, kai dėl nuolatinio mechaninio poveikio medžiagos sluoksniai pradeda skilti, o konstrukcija praranda tvirtumą. Profesoriaus Jasono Patricko teigimu, ši problema inžinierius kankino nuo pat 1930-ųjų, apribodama medžiagų tarnavimo laiką iki 15–40 metų.

Kaip veikia „savaiminis gydymas“?

Naujoji medžiaga išoriškai nesiskiria nuo įprastų kompozitų, tačiau jos viduje slypi išmanioji architektūra:

EMAA polimero sluoksnis: Naudojant 3D spausdinimą, į medžiagos vidų įterpiamas termoplastinis polimeras, kuris veikia kaip „gydomieji klijai“.

Anglies šildymo elementai: Ploni anglies sluoksniai veikia kaip vidinis šildytuvas. Paleidus elektros srovę, šie sluoksniai įkaista, ištirpdo polimerą ir šis tiesiog „suvirina“ atsiradusius įtrūkimus iš vidaus.

1000 ciklų: testas, trunkantis 40 dienų

Laboratorinių bandymų metu medžiaga nepertraukiamai buvo žalojama ir vėl atstatoma 1000 kartų per 40 dienų laikotarpį. 

Rezultatai stulbinantys – net po šimtų atkūrimo ciklų medžiagos stiprumas mažėjo labai lėtai. Skaičiuojama, kad esant reguliariam aptarnavimui, tokios detalės galėtų tarnauti nuo 125 iki 500 metų.

Kur bus naudojama ši technologija?

Atsinaujinanti energetika: Vėjo turbinų mentės taps beveik „amžinos“, mažinant atliekų kiekį ir priežiūros kaštus.

Aviacija ir kosmosas: Lėktuvų fiuzeliažai ir kosminiai aparatai, kur remontas yra itin brangus ar net neįmanomas.

Automobilių pramonė: Lengvų ir itin ilgaamžių kėbulo detalių gamyba.

Nors technologija jau patentuota per startuolį „Structeryx Inc.“, inžinieriai dar turės patikrinti, kaip medžiaga elgiasi ekstremaliomis realiomis sąlygomis – veikiant drėgmei, staigiems temperatūros pokyčiams ir smūgiams.

Šaltinis: National Academy of Sciences