Создан «практически бессмертный» материал: композит, который сам себя чинит веками

Исследователи из Университета Северной Каролины разработали композитный материал, способный восстанавливать собственные повреждения сотни и даже тысячи раз. Встроенная система нагрева плавит термопластичный слой, который заполняет трещины и склеивает расслоившиеся участки. Это может навсегда изменить авиацию, космонавтику и ветроэнергетику.

Создан «практически бессмертный» материал: композит, который сам себя чинит веками

Представьте космический зонд, улетевший за пределы Солнечной системы. Починить его невозможно — рядом нет ни мастерских, ни запасных частей. Но если его корпус сделан из материала, который сам залечивает трещины, проблема исчезает. Ученые из Университета Северной Каролины создали именно такой композит. Он не просто прочнее обычных, но и способен восстанавливать себя сотни и тысячи раз, потенциально служа столетиями.

Речь идет о композитах, армированных волокном (FRP) — тех самых, из которых делают корпуса самолетов, лопасти ветряных турбин и детали космических аппаратов. Они легкие и прочные, но у них есть слабое место: расслоение. Со временем между волокнистыми слоями и полимерной матрицей образуются микротрещины, которые растут и в итоге разрушают конструкцию. Команда под руководством Джейсона Патрика нашла способ это остановить.

Создан «практически бессмертный» материал: композит, который сам себя чинит веками
Термопластичный восстанавливающий агент, нанесенный методом 3D-печати (синяя накладка), на стекловолоконное армирование (слева); инфракрасная термограмма в процессе самовосстановления разрушенного волоконно-композитного материала (посередине); восстанавливающий агент, нанесенный методом 3D-печати (синий), на углеродное волокно армирование (справа).

Секрет — в промежуточном слое из термопластика, который наносится на армирующее волокно с помощью 3D-печати. Этот слой сам по себе увеличивает сопротивление расслоению в два-четыре раза. Но главное — в материале есть углеродные слои, которые нагреваются при пропускании электрического тока. Когда появляется трещина, ток включает нагрев, термопластик плавится, затекает в разрыв и склеивает расслоившиеся участки. Буквально, как жидкий металл в броне Железного Человека.

Испытания показали поразительные результаты. Материал подвергали тысяче циклов повреждения и восстановления за 40 дней, и он выдерживал нагрузку на порядок выше, чем предыдущие разработки. Если композиту требуется самовосстановление раз в сезон, он прослужит около 125 лет. Если реже — до 500 лет. Даже после 500 циклов прочность снижается очень медленно, оставаясь выше, чем у обычных промышленных аналогов.

Это открывает фантастические перспективы. Ветряные турбины, самолеты, космические станции и межпланетные зонды смогут работать десятилетиями без дорогостоящего ремонта и замены деталей. Экологический эффект тоже огромен: меньше потребности в добыче и переработке сырья, меньше отходов. Патент уже получен, и компания Structeryx, основанная авторами, лицензирует технологию для промышленного внедрения. Будущее, в котором машины чинят сами себя, становится реальностью.

Читайте также

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

Российские специалисты научили роботов находить кратчайший путь в сто раз быстрее

Российские специалисты научили роботов находить кратчайший путь в сто раз быстрее

Физики создали необычный аналоговый ИИ из 400 вращающихся микрочастиц в капле жидкости

Физики создали необычный аналоговый ИИ из 400 вращающихся микрочастиц в капле жидкости

Нейросети научат искать потенциальные ямы: ДГТУ формирует датасеты для анализа дорог

Нейросети научат искать потенциальные ямы: ДГТУ формирует датасеты для анализа дорог

Российская Tomato Quality Station автоматически сортирует помидоры

Российская Tomato Quality Station автоматически сортирует помидоры

Ученые предупредили о новой угрозе для квантовых компьютеров

Ученые предупредили о новой угрозе для квантовых компьютеров

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

NASA показало поврежденное колесо марсохода Curiosity после почти 14 лет работы на Марсе

NASA показало поврежденное колесо марсохода Curiosity после почти 14 лет работы на Марсе