Технологията вече е патентована и лицензирана чрез стартъпа Structeryx
Екип от американски инженери са разработи композитен материал, който може да се самовъзстановява над 1000 пъти. Откритието може значително да удължи живота на ключови компоненти в самолети, автомобили и вятърни турбини.
Резултатите са публикувани в научното списание Proceedings of the National Academy of Sciences.
Материалът е базиран на влакнесто подсилени полимери, известни като FRP композити. Те се използват широко заради високата си здравина и ниско тегло. Основният им проблем е т.нар. деламинация. Това е процес, при който слоевете започват да се разделят при появата на пукнатини. Това води до бърза загуба на здравина.
„Деламинацията е проблем за FRP композитите още от 30-те години на миналия век“, казва Джейсън Патрик от North Carolina State University. По думите му стандартните материали имат живот между 15 и 40 години.
Новият материал включва два ключови елемента. Първият е специален междинен слой, създаден чрез 3D печат. Той съдържа термопластичен полимер EMAA, който увеличава устойчивостта на разслояване между два и четири пъти още от самото начало.
Вторият елемент са вградени нагревателни слоеве на въглеродна основа. При подаване на електрически ток те загряват материала. Това позволява на полимера да се разтопи и да запълни пукнатините. След охлаждане структурата се възстановява.
Процесът е описан като вътрешно „презапояване“ на материала. Ремонтът се извършва без външна намеса и използва наличните в структурата компоненти.
В лабораторни условия материалът преминава през 1000 цикъла на разрушаване и възстановяване в рамките на 40 дни. При тестовете се създават пукнатини с дължина около 5 сантиметра, след което се активира процесът на възстановяване.
Според водещия автор Джак Туричек, материалът остава значително по-здрав от стандартните решения поне през първите 500 цикъла. С времето устойчивостта намалява, но много бавно.
Изследователите изчисляват, че компонентите могат да функционират около 125 години при редовно възстановяване на всеки три месеца. При по-рядка поддръжка животът може да достигне до 500 години.
Технологията има потенциал да намали индустриалните отпадъци. Вятърните турбини например използват трудно рециклируеми композитни материали. Очаква се отпадъците от перки в САЩ да достигнат около 2.2 милиона тона до 2050 г.
По-дългият живот на компонентите означава по-малко производство, транспорт и изхвърляне. Това може да намали разходите и екологичния отпечатък.
Технологията вече е патентована и лицензирана чрез стартъпа Structeryx Inc. Предстоят допълнителни тестове в реални условия, включително при екстремни температури и натоварвания.
Според изследователите подобен материал може да бъде ключов и за космическите мисии, където ремонтите са трудни или невъзможни.
