Созданы новые
самовосстанавливающиеся полимерные материалы.
Источник: SciTecLibrary.com
Исследователи
из Университета Штата Иллинойс, создали
синтетический материал, который обладает
возможностью к регенерации самого себя, когда он
расколот или сломан.
Материал,
состоящий из микрокапсульного средства
заживления и специального катализатора,
залитого в структурной сложной матрице, мог
увеличивать надежность и срок службы
термореактивных полимеров, широко используемых
в разных сферах от микроэлектроники до космоса.
Как только
формировались трещины в пределах полимерных
материалов, целостность и прочность структуры
значительно ослабевала. Часто эти трещины
происходят глубоко в пределах структуры
полимера, где обнаружить их довольно трудно, а
порой и практически невозможно, не говоря уже о
возможности ремонта.
В новом материале,
работает процесс саморемонта. Когда образуются
трещины, микрокапсулы разрываются и
высвобождают заживляющее средство в
поврежденную область через капилляры. Поскольку
заживляющее средство входит в контакт с залитым
катализатором, происходит новое образование
слоя полимера, который сцепляется с существующим
и закрывает трещины.
В недавних
испытаниях на излом, регенерируемые соединения,
восстанавливались на 75% от их первоначальной
прочности. И поскольку микротрещины
саморемонтируются, сами полимерные материалы
требуют меньшего обслуживания, и, следовательно,
обладают меньшей стоимостью эксплуатации.
Заполнение
микротрещин также смягчит неблагоприятные
эффекты от коррозии. Эта технология увеличивает
продолжительность жизни изделий в два или три
раза.
Способность к
самовосстановлению и восстановлению
герметичности, также расширяет срок службы тех
полимерных плат с микросхемами, где микротрещины
могут приводить к механическим и электрическим
неисправностям.
Одна из многих
проблем, что возникла при создании таких
регенерирующихся материалов - это получение
надлежащего размера микрокапсул. В настоящее
время используются сферы приблизительно
диаметром в 100 микрон. Большие сферы могли
ослабить саму структурную матрицу полимера,
поэтому работа по созданию капсул меньшего
размера продолжается и сегодня.
Также нужно было
определить правильную толщину оболочки, так
чтобы капсулы открылись под соответствующим
напряжением, а не самопроизвольно. Стенки капсул,
которые являются слишком толстыми, не будут
разрываться, в то время как капсулы со слишком
тонкими стенками, будут лопаться даже при
малейших нагрузках, причем, несмотря на то, что
неисправностей и трещин в полимере не будет.
