Новое самовосстанавливающееся покрытие способно избавить материал от царапин и трещин — Naked ScienceNaked Science
31 января
5 минут
Naked Science
20

Новое самовосстанавливающееся покрытие способно избавить материал от царапин и трещин

Трудно поверить, что крошечная трещина может разрушить гигантскую металлическую структуру. Но иногда мосты, трубопроводы и даже самолеты разрушаются из-за трудно обнаруживаемой коррозии в крошечных трещинах, царапинах и вмятинах. В Северо-Западном университете (США) нашли решение этой проблемы.

aoy8qdllrdm

Команда сотрудников Северо-Западного университета разработала новую стратегию нанесения покрытия на металл, который способен самовосстанавливаться в течение нескольких секунд при царапинах или трещинах. Новый материал может предотвратить превращение этих крошечных дефектов в локальную коррозию, которая, в свою очередь, может привести к разрушению основных конструкций. Результаты их исследования опубликованы в журнале Research.

 

Сейчас уже существуют несколько самовосстанавливающихся покрытий, однако эти материалы обычно работают с нанометровыми и микронными повреждениями. Чтобы разработать покрытие, способное удалить более крупные царапины в миллиметровом масштабе, группа ученых под руководством профессора Цзясин Хуана (Jiaxing Huang) обратились к жидкости. 

 

Когда лодка «разрезает» водную гладь, та очень быстро восстанавливается из-за своей консистенции. Этим примером вдохновились исследователи, поняв, что масло — самая совершенная система самовосстановления. Однако обычные масла текут слишком быстро, поэтому специалистам нужно было разработать субстанцию с противоречивыми свойствами: достаточно текучую, но не настолько, чтобы она стекала с поверхности металла. Вскоре такое решение было найдено. 

 

© NorthwesternU

 

В ходе работы ученым удалось повысить вязкость силиконового масла, добавив в него микрокапсулы из восстановленного оксида графена, которые образуют самоорганизующуюся структуру. Капсулы адсорбируют масло и образуют прочную сеть. Когда эта сеть нарушается трещинами или царапинами, капсулы высвобождают масло, восстанавливая ее. Покрытие очень прочно прилипает к материалу и надежно крепится даже под водой и в агрессивных химических средах. Микрокапсулы не делают масло тяжелее, поэтому оно не будет капать даже с вертикальных поверхностей и потолка. Покрытие также может выдерживать сильную турбулентность и прилипать к острым углам, не сдвигаясь. Вязкость покрытия увеличило даже сравнительно малое количество — пять массовых процентов микрокапсул увеличили ее в тысячу раз. Хуан предполагает, что его можно наносить на мосты и лодки, которые естественным образом погружаются в воду.

 

Исследователи проверили покрытие на устойчивость к царапинам и урону, а также к враждебной среде. Они нанесли защитное масло на алюминий и подвергли его многократным регулярным повреждениям. Помимо этого, металл опускали в раствор соляной кислоты. В обоих экспериментах покрытие отлично себя зарекомендовало: алюминий более 200 раз восстанавливал свою структуру и не подвергся коррозии.

18 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Компьютерное моделирование помогло выяснить, почему сверхновая SN 1572, также известная как сверхновая Тихо Браге, не похожа ни на одну другую звезду этого типа.

Вчера, 13:25
5 минут
Полина Гершберг

Новая модель объяснила необычное явление, зафиксированное во время подводного извержения на Алеутских островах.

18 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Перуанский богомол представляет собой первый известный пример насекомых этого семейства, который явно подражает осам.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.