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

UBTech открыла завод для выпуска 10 тысяч человекоподобных роботов в год

UBTech открыла завод для выпуска 10 тысяч человекоподобных роботов в год

Ученые создают электронный микроскоп с квантовым компьютером

Ученые создают электронный микроскоп с квантовым компьютером

В Японии создают дома со встроенными роботами вместо гуманоидов

В Японии создают дома со встроенными роботами вместо гуманоидов

Инженеры разрабатывают компьютерные чипы, способные потреблять в 100 раз меньше энергии

Инженеры разрабатывают компьютерные чипы, способные потреблять в 100 раз меньше энергии

В России создали дешевые стеклянные чипы для производства нанолекарств

В России создали дешевые стеклянные чипы для производства нанолекарств

Сушеные овощи после обработки обрели полезные свойства свежих продуктов

Сушеные овощи после обработки обрели полезные свойства свежих продуктов

Бетон с набором прочности за 2–4 часа ускорит ремонт дорог

Бетон с набором прочности за 2–4 часа ускорит ремонт дорог

Система умного мониторинга теплосетей предскажет потенциальные аварии

Система умного мониторинга теплосетей предскажет потенциальные аварии

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Пять медицинских роботов, которые уже меняют работу больниц прямо сейчас

Пять медицинских роботов, которые уже меняют работу больниц прямо сейчас

Ученые выяснили, что Средиземное море быстро теплеет и становится солонее на глубине до 4 км

Ученые выяснили, что Средиземное море быстро теплеет и становится солонее на глубине до 4 км

Марсоход Curiosity обнаружил на Марсе необычные неглубокие ямы

Марсоход Curiosity обнаружил на Марсе необычные неглубокие ямы

США впервые официально подтвердили размещение оружия в космосе

США впервые официально подтвердили размещение оружия в космосе

Minecraft портировали на PlayStation 2 с 32 МБ оперативной памяти

Minecraft портировали на PlayStation 2 с 32 МБ оперативной памяти