19.04.2026 09:44
Инженеры из Университета штата Северная Каролина и Хьюстонского университета представили армированный волокном полимерный композит (FRP), способный са…
Инженеры из Университета штата Северная Каролина и Хьюстонского университета представили армированный волокном полимерный композит (FRP), способный самостоятельно восстанавливаться более 1000 раз.
В своей работе учёные бросили вызов главной проблеме традиционных FRP — постепенному расслоению, в результате которого слои отделяются друг от друга, что приводит к разрушению конструкции. В результате им удалось получить материал, внешне похожий на привычные FRP, но отличающийся большей ударной вязкостью и устойчивостью к растрескиванию. В его составе два ключевых компонента:
▫️ термопластичный «заживляющий слой» — напечатанные на 3D-принтере слои, состоящие из сополимера этилена и метакриловой кислоты (EMAA). Они расположены между другими слоями композита и обеспечивают сопротивление материала расслоению, трещинам и структурным повреждениям;
▫️ встроенные нагревательные слои на основе углерода — под действием электрического тока они способны нагреваться и плавить прослойку из EMAA. В результате расплав затекает в микротрещины и повторно связывает повреждённые участки.
Для проверки самовосстанавливающих свойств нового материала разработчики специально растягивали его, добиваясь расслоения длиной в несколько сантиметров. После этого они запускали процесс восстановления и повторяли цикл 1000 раз в течение 40 дней. По итогам испытаний композит сохранил свою прочность и успешно затягивал дефекты.
По оценкам инженеров, внедрение нового материала в аэрокосмической отрасли, энергетике, автомобилестроении и других сферах может продлить срок службы ключевых узлов автомобилей, самолётов, ветряков и космических аппаратов с нескольких десятилетий до нескольких столетий.
▫️ Тем не менее учёные не скрывают, что с каждым «ремонтом» прочность материала снижается, но происходит это крайне медленно. Теоретически новый FRP-композит может прослужить до 500 лет, в то время как типичный ресурс современных FRP-композитов составляет от 15 до 40 лет. Однако это ещё предстоит проверить на практике.
Подписывайтесь на Химпром
В своей работе учёные бросили вызов главной проблеме традиционных FRP — постепенному расслоению, в результате которого слои отделяются друг от друга, что приводит к разрушению конструкции. В результате им удалось получить материал, внешне похожий на привычные FRP, но отличающийся большей ударной вязкостью и устойчивостью к растрескиванию. В его составе два ключевых компонента:
▫️ термопластичный «заживляющий слой» — напечатанные на 3D-принтере слои, состоящие из сополимера этилена и метакриловой кислоты (EMAA). Они расположены между другими слоями композита и обеспечивают сопротивление материала расслоению, трещинам и структурным повреждениям;
▫️ встроенные нагревательные слои на основе углерода — под действием электрического тока они способны нагреваться и плавить прослойку из EMAA. В результате расплав затекает в микротрещины и повторно связывает повреждённые участки.
Для проверки самовосстанавливающих свойств нового материала разработчики специально растягивали его, добиваясь расслоения длиной в несколько сантиметров. После этого они запускали процесс восстановления и повторяли цикл 1000 раз в течение 40 дней. По итогам испытаний композит сохранил свою прочность и успешно затягивал дефекты.
По оценкам инженеров, внедрение нового материала в аэрокосмической отрасли, энергетике, автомобилестроении и других сферах может продлить срок службы ключевых узлов автомобилей, самолётов, ветряков и космических аппаратов с нескольких десятилетий до нескольких столетий.
▫️ Тем не менее учёные не скрывают, что с каждым «ремонтом» прочность материала снижается, но происходит это крайне медленно. Теоретически новый FRP-композит может прослужить до 500 лет, в то время как типичный ресурс современных FRP-композитов составляет от 15 до 40 лет. Однако это ещё предстоит проверить на практике.
Подписывайтесь на Химпром